【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风机齿轮箱建模，具体地涉及一种风机齿轮箱行星架强度计算方法、一种风机齿轮箱行星架强度计算装置及一种电子设备。
技术介绍
1、齿轮箱是风力发电机组传动链中的重要部件，齿轮箱行星架作为齿轮箱中的关键部分，前端与风机主轴相连接，再将扭矩传递给齿轮箱后端轴系，承受着较大的载荷，行星架一旦失效，会造成整个齿轮箱的破坏，精确评估齿轮箱行星架的强度及疲劳寿命具有重要意义。
2、目前，在计算结构强度时，通常是利用理论力学，材料力学，弹性力学提供的公式进行计算，其中有很多简化条件使得计算精度较低，为了确保行星架的承载能力，避免发生失效，常采用加大安全系数的方法，但是这样会导致设计出的结构尺寸较大，造成材料的浪费，制造成本升高，甚至还会影响结构性能。因此，精确的计算齿轮箱行星架的强度和疲劳寿命对优化结构设计，准确评价结构性能具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术实施例的目的是提供一种风机齿轮箱行星架强度计算方法、装置及设备，以解决上述问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术实施例提供一种风机齿轮箱行星架强度计算方法，包括：
3、建立风机齿轮箱的几何模型；其中，风机齿轮箱的几何模型至少包括风机齿轮箱的扭力臂、外齿圈、弹性支承和行星架，行星架包括行星架前轴承和行星架后轴承，行星架通过涨紧套与风机主轴连接；
4、基于风机齿轮箱的几何模型建立风机齿轮箱的有限元模型，并确定风机齿轮箱中各部件的材料属性；
5、对风机齿轮箱的有限元模型
6、基于载荷和边界条件，依据风机主轴、扭力臂、外齿圈、弹性支承、行星架前轴承和行星架后轴承的装配关系，计算行星架前轴承和行星架后轴承受到的载荷；以及
7、依据风机齿轮箱中扭矩的传递关系，计算行星架销轴的扭矩载荷。
8、可选地，建立风机齿轮箱的几何模型，包括：
9、确定风机齿轮箱的设计参数；设计参数包括：齿轮参数、轴承参数、轴承的几何形状、齿轮和轴承的连接关系、齿轮的啮合关系、齿轮的传动比和齿轮的载荷分布；
10、基于风机齿轮箱中各部件、风机齿轮箱中各部件的连接关系以及风机齿轮箱的设计参数，生成风机齿轮箱的几何模型。
11、可选地，对风机齿轮箱的有限元模型施加载荷，包括：
12、对预先建立的风机模型施加初始载荷，计算风机主轴受到的载荷；
13、对风机齿轮箱的有限元模型施加风机主轴受到的载荷。
14、可选地，风机主轴受到的载荷的计算规则如下：
15、获取风机产生的全压升、叶轮入口面积、叶轮叶片的安装角、风机的功率、风机的转速、叶轮重量产生的力、叶轮质心到主轴支点的距离、叶轮的转动惯量和叶轮的角速度；
16、基于风机产生的全压升、叶轮入口面积、叶轮叶片的安装角，得到风机叶轮的推力载荷；
17、基于风机的功率和风机的转速，得到风机主轴受到的扭矩载荷；
18、基于叶轮重量产生的力、叶轮质心到主轴支点的距离、叶轮的转动惯量和叶轮的角速度，得到风机主轴的弯曲载荷；
19、计算风机叶轮的推力载荷、风机主轴受到的扭矩载荷和风机主轴的弯曲载荷的和值，得到风机主轴受到的载荷。
20、可选地，基于风机产生的全压升、叶轮入口面积、叶轮叶片的安装角，得到风机叶轮的推力载荷，包括：
21、利用以下公式，对风机产生的全压升、叶轮入口面积、叶轮叶片的安装角进行计算，得到风机叶轮的推力载荷；
22、其中，f表示风机叶轮的推力载荷，δp表示风机产生的全压升，a表示叶轮入口面积，α表示叶轮叶片的安装角。
23、可选地，基于风机的功率和风机的转速，得到风机主轴受到的扭矩载荷，包括：
24、利用以下公式，对风机的功率和风机的转速进行计算，得到风机主轴受到的扭矩载荷；
25、其中，t表示风机主轴受到的扭矩载荷，p表示风机的功率，n表示风机的转速。
26、可选地，基于叶轮重量产生的力、叶轮质心到主轴支点的距离、叶轮的转动惯量和叶轮的角速度，得到风机主轴的弯曲载荷，包括：
27、利用以下公式，对叶轮重量产生的力、叶轮质心到主轴支点的距离、叶轮的转动惯量和叶轮的角速度进行计算，得到风机主轴的弯曲载荷；
28、其中，m表示风机主轴的弯曲载荷，f表示叶轮重量产生的力，l表示叶轮质心到主轴支点的距离，i表示叶轮的转动惯量，ω表示叶轮的角速度。
29、可选地，还包括：
30、依据行星架前轴承和行星架后轴承受到的载荷以及行星架销轴的扭矩载荷模拟得到行星架的受载信息；
31、依据行星架的受载信息和风机齿轮箱中各部件的材料属性，计算得到所述行星架的变形信息及应力信息。
32、在本专利技术实施方式的第二方面，提供一种风机齿轮箱行星架强度计算装置，包括：
33、几何模型建立模块，用于建立风机齿轮箱的几何模型；其中，风机齿轮箱的几何模型至少包括风机齿轮箱的扭力臂、外齿圈、弹性支承和行星架，行星架包括行星架前轴承和行星架后轴承，行星架通过涨紧套与风机主轴连接；
34、有限元模型建立模块，用于基于风机齿轮箱的几何模型建立风机齿轮箱的有限元模型，并确定风机齿轮箱中各部件的材料属性；
35、参数设置模块，用于对风机齿轮箱的有限元模型施加载荷和边界条件；其中，边界条件包括：约束风机主轴端面所有自由度；
36、载荷计算模块，用于基于载荷和边界条件，依据风机主轴、扭力臂、外齿圈、弹性支承、行星架前轴承和行星架后轴承的装配关系，计算行星架前轴承和行星架后轴承受到的载荷；以及
37、依据风机齿轮箱中扭矩的传递关系，计算行星架销轴的扭矩载荷。
38、在本专利技术实施方式的第三方面，提供一种电子设备，包括：处理器和存储器，存储器存储有处理器可执行的机器可读指令，机器可读指令被处理器执行时执行上述的风机齿轮箱行星架强度计算方法。
39、本申请的有益效果：
40、通过建立风机齿轮箱的有限元模型，通过有限元分析对齿轮箱的行星架进行受力分析和强度计算，能够精确计算齿轮箱行星架的受力和变形情况，从而能够提高风机齿轮箱结构设计的效率，优化结构设计，降低成本。
41、本专利技术实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
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1.一种风机齿轮箱行星架强度计算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的风机齿轮箱行星架强度计算方法，其特征在于，建立风机齿轮箱的几何模型，包括：
3.根据权利要求1所述的风机齿轮箱行星架强度计算方法，其特征在于，对风机齿轮箱的有限元模型施加载荷，包括：
4.根据权利要求3所述的风机齿轮箱行星架强度计算方法，其特征在于，风机主轴受到的载荷的计算规则如下：
5.根据权利要求4所述的风机齿轮箱行星架强度计算方法，其特征在于，基于风机产生的全压升、叶轮入口面积、叶轮叶片的安装角，得到风机叶轮的推力载荷，包括：
6.根据权利要求4所述的风机齿轮箱行星架强度计算方法，其特征在于，基于风机的功率和风机的转速，得到风机主轴受到的扭矩载荷，包括：
7.根据权利要求4所述的风机齿轮箱行星架强度计算方法，其特征在于，基于叶轮重量产生的力、叶轮质心到主轴支点的距离、叶轮的转动惯量和叶轮的角速度，得到风机主轴的弯曲载荷，包括：
8.根据权利要求1所述的风机齿轮箱行星架强度计算方法，其特征在于，所述方法还包括：<...
【技术特征摘要】
1.一种风机齿轮箱行星架强度计算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的风机齿轮箱行星架强度计算方法，其特征在于，建立风机齿轮箱的几何模型，包括：
3.根据权利要求1所述的风机齿轮箱行星架强度计算方法，其特征在于，对风机齿轮箱的有限元模型施加载荷，包括：
4.根据权利要求3所述的风机齿轮箱行星架强度计算方法，其特征在于，风机主轴受到的载荷的计算规则如下：
5.根据权利要求4所述的风机齿轮箱行星架强度计算方法，其特征在于，基于风机产生的全压升、叶轮入口面积、叶轮叶片的安装角，得到风机叶轮的推力载荷，包括：
6.根据权利要求4所述的风机齿轮箱行星架强度计算方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：王露，郑梁，常慧英，
申请(专利权)人：国电联合动力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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