。
[0036]3)弹性支承单元通过CombineH单元进行模拟，并且添加发电机质量单元，Combinel4单元通过Pipe单元和发电机质量单元连接。
[0037]4)设置各个部件之间的处理关系。整体模型中的各个部件均采用绑定关系，边界约束条件设置为塔底全约束。
[0038]5)对整体模型施加土Fx、土Fy、土Mx、土Mz、土ax、土ay、以及+az共17种不同的单位载荷工况，单位载荷工况具体施加在轮毂的中心节点上，使用Beam 4单元通过载荷伞将轮毂中心和三个叶根面进行连接。
[0039]6)在构建后机架整体模型的基础上，建立了后机架的子模型，提取整体模型中各单位工况下的边界位移载荷，分别施加给后机架子模型。
[0040]7)风机后机架的极限强度:
[0041]将后机架整体模型和后机架子模型提交给有限元分析软件进行求解，通过提取个单位工况下的实体单元节点和壳单元应力，结合轮毂中心的极限载荷谱和疲劳载荷谱，计算得到板材的极限强度和疲劳强度。
[0042]8)通过板材的疲劳性能选择焊缝的热点，通过IIW规定的方法对焊缝进行应力插值，得到焊趾应力，结合轮毂的中心极限载荷谱，组合计算得到焊缝的极限强度。
[0043]作为其他实施方式，在对螺栓涉及的载荷传递路径上的设备的三维几何模型分别进行网格划分和装配，建立有限元模型时，还可以仅选择轮毂、主机架、后机架、齿轮箱箱体、主轴轴承、偏航轴承、塔筒、弹性支承。这样选择也能够基本实现载荷传递路径完整，使得计算强度性能准确。在对主轴轴承、偏航轴承、弹性支承和轮毂构建模型时，也可以选择其他模拟单元。
[0044]风机后机架疲劳强度计算方法实施例:
[0045]关于计算螺栓疲劳强度性能方法的I)至7)步和上述计算螺栓疲劳强度性能方法I)至7)的步骤相同。区别仅在第8)步。
[0046]8)通过板材的疲劳性能选择焊缝的热点，通过IIW规定的方法对焊缝进行应力插值，得到焊趾应力，结合轮毂的中心疲劳载荷谱，组合计算得到焊缝的疲劳强度。
[0047]作为其他实施方式，在对螺栓涉及的载荷传递路径上的设备的三维几何模型分别进行网格划分和装配，建立有限元模型时，还可以仅选择轮毂、主机架、后机架、齿轮箱箱体、主轴轴承、偏航轴承、塔筒、弹性支承，这样选择也能够基本实现载荷传递路径完整，使得计算强度性能准确。在对主轴轴承、偏航轴承、弹性支承和轮毂构建模型时，也可以选择其他模拟单元。
【主权项】
1.一种风机后机架极限强度的计算方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤(一)、利用有限元软件，对风机后机架及其载荷传递路径上的设备的几何模型分别进行网格划分和装配，建立有限元模型，以实现载荷传递路径完整且与实际相符，在该模型上施加不同的单位载荷工况，上述载荷传递路径上的设备至少包括:轮毂(1)、主机架(2)、后机架(3)、齿轮箱箱体(7)、主轴轴承(5)、偏航轴承(8)、塔筒(13)、弹性支承(6)； 步骤(二)、建立后机架子模型，提取后机架整体模型中各单位工况下的边界位移载荷，分别施加到后机架子模型； 步骤(三)、将后机架整体模型和后机架子模型提交给有限元分析软件进行求解，分别提取各单位工况下的实体单元节点和壳单元应力，结合轮毂中心极限载荷谱和疲劳载荷谱，组合计算得到板材的极限强度和疲劳强度； 步骤(四)、通过板材的疲劳系数计算选择焊缝的热点，进行焊缝应力插值，得到焊趾应力，结合轮毂中心极限载荷谱，计算焊缝的极限强度。2.根据权利要求1所述的一种风机后机架极限强度的计算方法，其特征在于，步骤(一)中所述载荷传递路径上的设备还包括:主轴(4)、刹车盘(9)、刹车片(10)、偏航齿轮箱(11)、塔顶法兰(12)。3.根据权利要求1所述的一种风机后机架极限强度的计算方法，其特征在于，步骤(一)所述的主轴轴承的内圈和外圈、偏航轴承的内圈和外圈通过LinklO单元来连接，关键字设置LinklO单元受压不受拉。4.根据权利要求1所述的一种风机后机架极限强度的计算方法，其特征在于，步骤(一)所述的弹性支承单元利用CombineH单元进行模拟，并且添加发电机质量单元，Combinel4单元通过Pipe单元和发电机质量单元连接。5.根据权利要求1所述的一种风机后机架极限强度的计算方法，其特征在于，步骤(一)所述的整体模型中的各个部件采用绑定关系，边界约束条件设置为塔底全约束。6.一种风机后机架疲劳强度的计算方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤(一)、利用有限元软件，风机后机架及其载荷传递路径上的设备的几何模型分别进行网格划分和装配，建立有限元模型，以实现载荷传递路径完整且与实际相符，在该模型上施加不同的单位载荷工况，上述载荷传递路径上的设备至少包括:轮毂、主机架、后机架、齿轮箱箱体、主轴轴承、偏航轴承、塔筒、弹性支承； 步骤(二)、建立后机架子模型，提取后机架整体模型中各单位工况下的边界位移载荷，分别施加到后机架子模型； 步骤(三)、将后机架整体模型和后机架子模型提交给有限元分析软件进行求解，分别提取各单位工况下的实体单元节点和壳单元应力，结合轮毂中心极限载荷谱和疲劳载荷谱，组合计算得到板材的极限强度和疲劳强度； 步骤(四)、通过板材的疲劳系数计算选择焊缝的热点，进行焊缝应力插值，得到焊趾应力，结合轮毂中心极限载荷谱，计算焊缝的疲劳强度。7.根据权利要求6所述的一种风机后机架疲劳强度的计算方法，其特征在于，步骤(一)中所述载荷传递路径上的设备还包括:主轴、刹车盘、刹车片、偏航齿轮箱、塔顶法兰。8.根据权利要求6所述的一种风机后机架疲劳强度的计算方法，其特征在于，步骤(一)所述的主轴轴承的内圈和外圈、偏航轴承的内圈和外圈通过LinklO单元来连接，关键字设置LinklO单元受压不受拉。9.根据权利要求6所述的一种风机后机架疲劳强度的计算方法，其特征在于，步骤(一)所述的弹性支承单元利用CombineH单元进行模拟，并且添加发电机质量单元，Combinel4单元通过Pipe单元和发电机质量单元连接。10.根据权利要求6所述的一种风机后机架疲劳强度的计算方法，其特征在于，步骤(一)所述的整体模型中的各个部件采用绑定关系，边界约束条件设置为塔底全约束。
【专利摘要】本发明涉及风机后机架极限强度和疲劳强度的计算方法。利用有限元软件，对风机后机架及其载荷传递路径上的设备的几何模型分别进行网格划分和装配，建立有限元模型，以实现载荷传递路径完整且与实际相符，在该模型上施加不同的单位载荷工况，上述载荷传递路径上的设备至少包括:轮毂、主机架、后机架、齿轮箱箱体、主轴轴承、偏航轴承、塔筒、弹性支承。由于该方法实现了完整的载荷传递路径，增强了风机后机架安全系数的准确性，提高了风电机组运行的可靠性。
【IPC分类】G06F17/50
【公开号】CN104965950
【申请号】CN201510386821
【发明人】齐涛, 董姝言, 苏凤宇, 晁冠良, 何海建, 程林志, 史航
【申请人】许继集团有限公司, 许昌许继风电科技有限公司, 国家电网公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年7月2日