大型风力发电机组机舱座极限强度计算方法与应用

针对大型风力发电机组机舱座的热点应力分布和应力值的随机变化问题,利用有限元理论和线性叠加理论,分析了大型风力发电机组机舱座在其设计寿命周期内所承受的极限应力,结合载荷遍历法逐一求解机舱座的热点处应力值,从中选出最大应力值作为机舱座的设计参考值,并与一般的极限载荷法进行比较。结果表明,采用载荷遍历法所得的应力值较一般的极限载荷工况法更接近热点的实际值,更准确地反映了热点处的应力值,为结构设计的可靠性和优化提供了理论依据。

大型风力机主轴最佳抗弯刚度的设计方法

以浙江运达风力发电工程有限公司自行设计、生产并已投入商业化运行的1.5 MW大型风力发电机组为例,根据风力机运行时主轴的受力状况,从力学的角度论证了主轴支承获得最佳抗弯刚度的跨距,并介绍了一种用迭代法求解主轴支承最佳抗弯刚度跨距的近似计算法及增加主轴刚度的有关措施,以供风力机设计人员参考。

兆瓦级风力发电机机舱罩强度分析与设计

复合材料以其比强度高、比模量高、材料可设计性强、成型工艺好及制造成本低等优点,已经成为了风力发电机机舱罩的首选材料。目前,国内在设计和生产机舱罩方面的技术已经基本成熟,但强度计算与产品认证方面的技术水平与国外相比还有一定距离。本文从经典层合板理论[1]出发,以有限元分析软件ANSYS为工具,对某兆瓦级风力发电机机舱罩的极限强度进行了计算分析,根据分析结果对复合材料的结构设计和铺层设计给出理论指导。经验证此法简单可行,可供风力机设计者参考。

风力发电机组主轴承密封结构设计

设计一种用于风力发电机组主轴承密封的结构,该密封结构在迷宫密封对润滑脂进行节流的基础上,采用油封二次加强主轴承润滑密封。考虑到风力发电机组运行环境的多变性,选用了带防尘唇的油封,其材质选用耐磨、耐高温和耐臭氧的氢化丁腈橡胶。采用ANSYS软件计算主轴在极限载荷工况下的变形,推导迷宫轴向间隙与径向间隙的数学关系式,并确定迷宫间隙。

大型风力机偏航回转支承连接螺栓应力分析

目前大型风力机偏航回转支承连接螺栓应力分析主要着眼于孤立螺栓和有限工况而忽略了扭矩,计算不够全面。为了更全面地分析螺栓的受力状况且得到较为合理的结果,提出了一种考虑所有螺栓、所有工况和多个载荷分量的综合分析方法,即基于VDI2230高强度螺栓计算方法,采用有限元软件ANSYS加入了一个虚拟连接螺栓,构建了偏航回转支承与主机舱座和塔顶法兰的连接螺栓的整体模型,利用BLADED软件遍历了所有工况的时序载荷,将最大合弯矩按大小和角度分别进行了一定数量的等分,考虑多个载荷分量对螺栓的作用,并由此得出了极限载荷工况,进而结合连接螺栓在不同等分载荷下的应力,使用分段线性插值方法,计算出了偏航回转支承连接螺栓的最大应力及其对应的位置,为螺栓连接设计和优化提供了参考依据。

大型风力发电机组塔架顶端的水平位移的计算

计算大型风力发电机组的整体稳定性和动态特性的关键是要计算出机组顶端的水平位移,由于大型风力发电机组结构通常比较复杂,塔架均采用变截面形式,各截面的刚度并非常数,因此使计算过程变得复杂、繁琐,以变截面塔架结构为例,根据刚度相等的条件,推导出变截面塔架结构在横向力、弯矩及均布载荷作用下对应的当量惯性矩的计算公式,从而可简便地求出其顶端的水平位移。