[发明专利]基于多平台联合仿真的风力发电机动力响应分析方法

摘要

本发明公开了基于多平台联合仿真的风力发电机动力响应分析方法，属于风力发电机技术领域。针对风力发电机的结构部件，通过Creo平台完成三维实体建模，并将Creo模型导入到ABAQUS有限元平台中；根据实际工况对ABAQUS中机组整体的有限元模型设置各部分正确约束关系，仿真获得叶轮组件和机组整体的固有频率和模态振型。考虑风力机承受的风剪切效应，在叶轮和塔架的不同区段内施加相应的风压载荷。通过响应仿真讨论机组内部即叶轮和塔架之间的耦合响应。采用有限元仿真手段研究关键部件及机组整体的固有振动特性，并以时变风压分布作为主激励载荷获得了风力发电机的动力学响应特征，对于改善机组结构设计、制定有效诊断策略具有重要意义。

主权项

1.基于多平台联合仿真的风力发电机动力响应分析方法，其特征在于：该方法包括以下步骤，首先，针对风力发电机的结构部件，通过Creo平台完成三维实体建模，并将Creo模型导入到ABAQUS有限元平台中；在ABAQUS有限元平台中风力发电机的机组各部分结构相互耦合，形成机组整体的有限元模型；机组整体的有限元模型包括叶片、轮毂、塔架、主轴和机舱，机舱和主轴处理成刚性体，叶片、轮毂和塔架处理成柔性体；其次，根据实际工况对ABAQUS中机组整体的有限元模型设置各部分正确约束关系，仿真获得叶轮组件和机组整体的固有频率和模态振型；然后，在Matlab仿真平台下建立随机风速模型，并计算与之对应的风压分布曲线；考虑风力机承受的风剪切效应，在叶轮和塔架的不同区段内施加相应的风压载荷；最后，基于模态叠加法实现风力机的动力响应仿真，获取额定风速和极限风速两种工况下的结构响应数据，进而得到叶轮的尖端和塔架不同位置的振动位移、速度及加速度曲线；改变机组整体的有限元模型的约束条件，通过响应仿真讨论机组内部即叶轮和塔架之间的耦合响应。