本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種風(fēng)機(jī)主機(jī)架吊耳極限安全系數(shù)的計(jì)算方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代MW級(jí)風(fēng)機(jī)多通過主機(jī)架吊耳對(duì)機(jī)艙進(jìn)行吊裝，吊耳安全性是風(fēng)機(jī)吊裝安全性的重要內(nèi)容，根據(jù)吊裝作業(yè)規(guī)范，在吊裝之前必須對(duì)主機(jī)架吊耳強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算校核。主機(jī)架吊耳的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，而常規(guī)的工程算法對(duì)結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)考慮較少，這使得其計(jì)算精度難以保證，因此對(duì)此種復(fù)雜結(jié)構(gòu)多采用有限元的辦法來計(jì)算。

目前采用有限元方法對(duì)吊耳進(jìn)行計(jì)算時(shí)，建模相對(duì)簡(jiǎn)單，通常未考慮吊點(diǎn)位置對(duì)吊耳強(qiáng)度的影響，往往直接在吊耳處施加等效載荷或使用載荷傘的形式直接在吊耳處傳遞載荷，由于吊耳處的載荷分布較為復(fù)雜，使用等效載荷和載荷傘不能有效的評(píng)估吊耳處的應(yīng)力，從而使得最終的計(jì)算結(jié)果與實(shí)際結(jié)果不同，使得計(jì)算結(jié)果不能有效的指導(dǎo)工程應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明一種風(fēng)機(jī)主機(jī)架吊耳極限安全系數(shù)的計(jì)算方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)風(fēng)機(jī)主機(jī)架吊耳進(jìn)行有限元分析時(shí)，對(duì)吊耳的應(yīng)力評(píng)估不準(zhǔn)確的問題。

一種風(fēng)機(jī)主機(jī)架吊耳極限安全系數(shù)的計(jì)算方法，包括如下步驟：

(1)建立風(fēng)機(jī)主機(jī)架的幾何模型；所述主機(jī)架包括機(jī)艙、吊耳和吊索，其中吊耳上設(shè)有吊具，吊索上設(shè)有吊點(diǎn)，吊點(diǎn)的位置位于風(fēng)機(jī)主機(jī)架重心豎直方向上方的位置；

(2)將幾何模型導(dǎo)入有限元軟件，并對(duì)吊耳劃分網(wǎng)格，定義機(jī)艙、吊耳、吊索和吊具單元類型和材料屬性，建立有限元模型；

(3)設(shè)置吊耳與機(jī)艙、吊索和吊具的連接關(guān)系；

(4)對(duì)所述有限元模型施加載荷和邊界約束；

(5)對(duì)所述有限元模型進(jìn)行靜力學(xué)計(jì)算，結(jié)合風(fēng)機(jī)主機(jī)架材料區(qū)服強(qiáng)度，得到吊耳的極限安全系數(shù)。

進(jìn)一步的，在對(duì)風(fēng)機(jī)主架劃分網(wǎng)格時(shí)，將吊耳處的網(wǎng)格密度增加。

進(jìn)一步的，建立有限元模型時(shí)，所述吊索采用Link180單元，根據(jù)吊索的實(shí)際尺寸設(shè)置Link180單元的截面積，通過設(shè)置關(guān)鍵字設(shè)置Link180受壓力不受壓力。

進(jìn)一步的，所述吊具和吊耳之間設(shè)置為摩擦接觸，且兩者之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述載荷＝風(fēng)機(jī)主機(jī)架質(zhì)量*重力加速度*安全系數(shù)。

進(jìn)一步的，建立有限元模型時(shí)，所述機(jī)艙和吊具采用實(shí)體單元。

本發(fā)明所提供的一種風(fēng)機(jī)主機(jī)架吊耳極限安全系數(shù)的計(jì)算方法，在建立幾何模型時(shí)，根據(jù)實(shí)際工況將吊索的吊點(diǎn)設(shè)置在風(fēng)機(jī)主機(jī)架中心豎直方向上方的位置，然后建立有限元模型進(jìn)行分析。本發(fā)明所提供的方案中在對(duì)風(fēng)機(jī)主機(jī)架吊耳進(jìn)行有限元分析時(shí)充分模擬了風(fēng)機(jī)主機(jī)架吊耳的實(shí)際工況，解決了對(duì)吊耳應(yīng)力評(píng)估不準(zhǔn)確的問題。

由于吊耳處的受力非常復(fù)雜，所以在對(duì)風(fēng)機(jī)主機(jī)架劃分網(wǎng)格時(shí)，需要將吊耳處網(wǎng)格的密度增加。

附圖說明

圖1為風(fēng)機(jī)主機(jī)架的幾何模型圖；

圖2為吊耳的幾何模型圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明一種風(fēng)機(jī)主機(jī)架吊耳極限安全系數(shù)的計(jì)算方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)風(fēng)機(jī)主機(jī)架吊耳進(jìn)行有限元分析時(shí)，對(duì)吊耳的應(yīng)力評(píng)估不準(zhǔn)確的問題。

一種風(fēng)機(jī)主機(jī)架吊耳極限安全系數(shù)的計(jì)算方法，包括如下步驟：

(1)建立風(fēng)機(jī)主機(jī)架的幾何模型；所述風(fēng)機(jī)主機(jī)架包括機(jī)艙、吊耳和吊索，其中吊耳上設(shè)有吊具，吊索上設(shè)有吊點(diǎn)，吊點(diǎn)的位置位于風(fēng)機(jī)主機(jī)架重心豎直方向上方的位置；

(2)將幾何模型導(dǎo)入有限元軟件，并對(duì)吊耳劃分網(wǎng)格，定義機(jī)艙、吊耳、吊索和吊具單元類型和材料屬性，建立有限元模型；

(3)設(shè)置吊耳與機(jī)艙、吊索和吊具的連接關(guān)系；

(4)對(duì)所述有限元模型施加載荷和邊界約束；

(5)對(duì)所述有限元模型進(jìn)行靜力學(xué)計(jì)算，結(jié)合風(fēng)機(jī)主機(jī)架材料區(qū)服強(qiáng)度，得到吊耳的極限安全系數(shù)。

本發(fā)明所提供的一種風(fēng)機(jī)主機(jī)架吊耳極限安全系數(shù)的計(jì)算方法，在建立幾何模型時(shí)，根據(jù)實(shí)際工況將吊索的吊點(diǎn)設(shè)置在主機(jī)架中心豎直方向上方的位置，然后建立有限元模型進(jìn)行分析。本發(fā)明所提供的方案中在對(duì)風(fēng)機(jī)主機(jī)架吊耳進(jìn)行有限元分析時(shí)充分模擬了風(fēng)機(jī)主機(jī)架吊耳的實(shí)際工況，解決了對(duì)吊耳應(yīng)力評(píng)估不準(zhǔn)確的問題。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

本實(shí)施例提供一種風(fēng)機(jī)主機(jī)架吊耳極限安全系數(shù)的計(jì)算方法，用于計(jì)算風(fēng)機(jī)主機(jī)架吊耳的極限安全系數(shù)，該方法的步驟如下：

(1)使用CAD軟件建立風(fēng)機(jī)主機(jī)架的幾何模型，如圖1所示，風(fēng)機(jī)主機(jī)架包括機(jī)艙1、吊耳2和吊索4，吊索4上設(shè)有吊點(diǎn)5，吊點(diǎn)5位于機(jī)艙1重心豎直方向上方的位置；吊耳如圖2所示，設(shè)有吊具3；

(2)將建立好的風(fēng)機(jī)主機(jī)架幾何模型導(dǎo)入有限元軟件，進(jìn)行網(wǎng)格劃分，將吊耳處的網(wǎng)格密度增加；

(3)定義機(jī)艙1、吊耳2、吊具3和吊索4的單元類型和材料屬性，建立有限元模型，其中機(jī)艙1和吊具3采用實(shí)體單元，吊索采用Link180單元，根據(jù)吊索的實(shí)際尺寸設(shè)置Link180單元的截面積，通過設(shè)置關(guān)鍵字設(shè)置Link180受壓力不受壓力；

(4)將吊具和吊耳之間設(shè)置為摩擦接觸，且兩者之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)；

(5)對(duì)建立好的有限元模型施加載荷和邊界約束；

(6)對(duì)有限元模型進(jìn)行靜力學(xué)計(jì)算，結(jié)合風(fēng)機(jī)主機(jī)架材料區(qū)服強(qiáng)度，根據(jù)載荷＝風(fēng)機(jī)主機(jī)架質(zhì)量*重力加速度*安全系數(shù)，求出吊耳的極限安全系數(shù)。

本實(shí)施例所提供的一種風(fēng)機(jī)主機(jī)吊耳極限安全系數(shù)的計(jì)算方法，在對(duì)風(fēng)機(jī)主機(jī)架劃分網(wǎng)格時(shí)，將吊耳處的網(wǎng)格密度增加；作為其他實(shí)施方式，可以根據(jù)實(shí)際的仿真需求確定是否將吊耳處的網(wǎng)格密度增加。

本實(shí)施例所提供的一種風(fēng)機(jī)吊耳極限安全系數(shù)的計(jì)算方法，建立有限元模型時(shí)，機(jī)艙和吊具均采用實(shí)體單元；作為其他實(shí)施方式，可以不采用實(shí)體單元，而將機(jī)艙和吊具設(shè)置成為與實(shí)際機(jī)艙和吊具相同的材料。

本實(shí)施例所提供的一種風(fēng)機(jī)吊耳極限安全系數(shù)的計(jì)算方法，吊具和吊耳之間設(shè)置為摩擦接觸，且兩者之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)；作為其他實(shí)施方式，可以將兩者之間的接觸設(shè)置成為其他類型的接觸，如焊接接觸等。

以上給出了本發(fā)明涉及的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明不局限于所描述的實(shí)施方式。在本發(fā)明給出的思路下，采用對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言容易想到的方式對(duì)上述實(shí)施例中的技術(shù)手段進(jìn)行變換、替換、修改，并且起到的作用與本發(fā)明中的相應(yīng)技術(shù)手段基本相同、實(shí)現(xiàn)的發(fā)明目的也基本相同，這樣形成的技術(shù)方案是對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行微調(diào)形成的，這種技術(shù)方案仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。