【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风力发电，具体而言涉及一种滑动偏航风电机组主机架建模计算方法。
技术介绍
1、传统的风电机组偏航轴承多采用四点接触球轴承，转动平稳，能承受较高的静载荷，随着机舱重量及塔架顶端载荷增大，要求偏航轴承能承受更大的载荷。滑动偏航轴承连接处采用自润滑，机舱转动灵活，同时轴承为面接触形式，相对滚动轴承结构简单且承载能力更强，同时能保持一定的阻尼和抗振能力，同时靠夹持内圈来实现锁紧，省去了液压及刹车装置，大幅降低了成本。由于滑动偏航系统与采用滚动轴承的偏航系统在结构上存在较大区别，已有的机组主传动链有限元建模计算方法无法适用于滑动偏航机组。
技术实现思路
1、在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
2、为了至少部分地解决上述问题，本专利技术提供了一种滑动偏航风电机组主机架建模计算方法，包括：
3、根据与主机架受力相关的载荷传递路径，得到用于滑动偏航风电机组主机架建模计算的三维模型；
4、基于所述三维模型进行有限元前处理，建立有限元模型；
5、施加载荷以及约束条件；
6、实施疲劳计算流程；
7、其中，所述三维模型包括主机架、轴承座、主轴承、主轴、塔筒和滑动偏航系统，所述滑动偏航系统包括偏航齿圈、制动器钳体、摩擦片和偏航
8、进一步地，所述基于所述三维模型进行有限元前处理，包括确定所述三维模型各部件的材料属性，包括材料类型、密度、弹性模量和泊松比。
9、进一步地，所述基于所述三维模型进行有限元前处理，包括对所述三维模型进行网格划分，具体为：
10、所述主机架、所述轴承座、所述主轴承的内外圈、所述主轴、所述偏航齿圈、所述塔筒和所述塔顶法兰采用二阶四面体单元solid187进行网格划分；
11、所述制动器钳体采用二阶四面体或六面体单元solid186进行网格划分；
12、所述主轴承的滚动体采用受压杆单元link180进行网格划分；
13、所述制动器钳体的碟簧组采用非线性弹簧单元combin39进行网格划分；
14、偏航螺栓采用二阶梁单元beam189进行网格划分。
15、进一步地，所述基于所述三维模型进行有限元前处理，包括设置所述三维模型各部件之间的接触关系，具体为：
16、所述主机架与所述轴承座之间、所述主轴承的外圈与所述轴承座之间、所述主轴与所述主轴承的内圈之间、所述偏航电机与所述主机架之间、所述塔筒与塔顶法兰之间、所述制动器钳体与所述主机架之间设置为绑定接触；所述摩擦片与所述偏航齿圈之间以及所述塔顶法兰与所述偏航齿圈之间设置为标准接触。
17、进一步地，所述制动器钳体包括上钳体和下钳体，所述下钳体中安装有导向柱、套置于所述导向柱外周面的碟簧组、位于所述碟簧组上方的支撑环和位于所述碟簧组下方的调节螺母；
18、其中，所述导向柱与所述调节螺母之间设置为绑定接触，所述支撑环与所述下钳体之间以及所述导向柱与所述支撑环之间设置为标准接触。
19、进一步地，所述碟簧组与所述支撑环之间以及所述碟簧组与所述调节螺母之间设置为带预紧力的弹簧接触，弹簧的一端与所述支撑环的下端面耦合，另一端与所述调节螺母耦合，并施加弹簧预紧力以保持初始的压紧状态。
20、进一步地，使用link180单元建立的所述主轴承滚动体的刚度通过如下公式定义：
21、
22、其中，q为单个弹簧力，lwe为滚动体有效长度，δ为弹簧压缩量，ns为模拟单个滚动体所使用的弹簧数量。
23、进一步地，所述施加载荷以及约束条件，包括：
24、施加轮毂中心的极限载荷、重力载荷、偏航螺栓最大预紧力和制动器钳体的碟簧组预紧力，约束塔筒底部端面，所述重力载荷包括机组齿轮箱和发电机的重力。
25、进一步地，所述实施疲劳计算流程，包括：
26、针对多种载荷工况施加轮毂中心单位载荷，计算主机架的单位应力；
27、计算主机架材料sn曲线；
28、生成应力谱，通过雨流计数得到应力幅值-平均应力-循环次数的三维数组；
29、进行平均应力修正；
30、计算得到疲劳损伤和/或疲劳寿命。
31、本专利技术的滑动偏航风电机组主机架建模计算方法充分考虑到机组实际运行过程中滑动偏航系统的结构对主机架受力的影响，形成与实际受力更相符的完整的载荷传递路径。在此基础上构建的有限元模型能更真实地模拟机组运行的受力状态，从而提高计算结果的准确性。
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1.一种滑动偏航风电机组主机架建模计算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的滑动偏航风电机组主机架建模计算方法，其特征在于，所述基于所述三维模型进行有限元前处理，包括确定所述三维模型各部件的材料属性，包括材料类型、密度、弹性模量和泊松比。
3.根据权利要求1所述的滑动偏航风电机组主机架建模计算方法，其特征在于，所述基于所述三维模型进行有限元前处理，包括对所述三维模型进行网格划分，具体为：
4.根据权利要求1所述的滑动偏航风电机组主机架建模计算方法，其特征在于，所述基于所述三维模型进行有限元前处理，包括设置所述三维模型各部件之间的接触关系，具体为：
5.根据权利要求4所述的滑动偏航风电机组主机架建模计算方法，其特征在于，所述制动器钳体包括上钳体和下钳体，所述下钳体中安装有导向柱、套置于所述导向柱外周面的碟簧组、位于所述碟簧组上方的支撑环和位于所述碟簧组下方的调节螺母；
6.根据权利要求5所述的滑动偏航风电机组主机架建模计算方法，其特征在于，所述碟簧组与所述支撑环之间以及所述碟簧组与所述调节螺母之间设置为带预紧力
7.根据权利要求3所述的滑动偏航风电机组主机架建模计算方法，其特征在于，使用Link180单元建立的所述主轴承滚动体的刚度通过如下公式定义：
8.根据权利要求1所述的滑动偏航风电机组主机架建模计算方法，其特征在于，所述施加载荷以及约束条件，包括：
9.根据权利要求8所述的滑动偏航风电机组主机架建模计算方法，其特征在于，所述实施疲劳计算流程，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种滑动偏航风电机组主机架建模计算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的滑动偏航风电机组主机架建模计算方法，其特征在于，所述基于所述三维模型进行有限元前处理，包括确定所述三维模型各部件的材料属性，包括材料类型、密度、弹性模量和泊松比。
3.根据权利要求1所述的滑动偏航风电机组主机架建模计算方法，其特征在于，所述基于所述三维模型进行有限元前处理，包括对所述三维模型进行网格划分，具体为：
4.根据权利要求1所述的滑动偏航风电机组主机架建模计算方法，其特征在于，所述基于所述三维模型进行有限元前处理，包括设置所述三维模型各部件之间的接触关系，具体为：
5.根据权利要求4所述的滑动偏航风电机组主机架建模计算方法，其特征在于，所述制动器钳体包括上钳体和下钳体，所述下钳体中安装有导向柱、...
【专利技术属性】
技术研发人员：张静，曹倩妮，苗向文，
申请(专利权)人：华锐风电科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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