本发明涉及风力发电机偏航变桨减速器，尤其涉及一种一体式行星架有限元分析方法。
背景技术：
1、随着近些年风电行业的飞速发展，风电行业技术水平逐年提高。目前，我国风力发电机组单机容量已从最初1mw以下逐步发展到5-10mw，甚至有海上18mw风机已成功挂机。
2、风机大功率化，意味着对风机内部偏航变桨减速器的承载能力要求更高。一体式行星架作为偏航变桨减速器内部主要受力关键零件之一，更需要具有更高承载力，行星架计算的准确与否显得至关重要。
3、最早各家企业都无法准确计算一体式行星架结构的强度，只能通过减速器加载试验进行验证，需要投入很多时间和精力。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种一体式行星架有限元分析方法，其能够对一体式行星架的断裂、变形、重量进行准确分析，从而实现一体式行星架的精准设计。
2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、一种一体式行星架有限元分析方法，包括以下步骤：
4、ug建模：根据减速器设计参数及几何结构尺寸进行ug建模；
5、模型处理：准确计算出真实应力和变形存在的位置；
6、给定材料：一体式行星架材料取42crmoa，并进行设置材料弹性模量和泊松比；
7、网格划分：整体采用补丁适形法，并选用六面体网格控制或四面体网格控制；几何尺寸控制，整体控制一体式行星架网格大小于4~5mm；面网格部分，为避免因网格划分不均产生不符合实际情况的应力集中现象，对于关键部位，进行面网格部分处理；对于关键部位，需要进行手动网格加密处理，且网格层数不低于5层；
8、施加边界：设置花键分度圆直径位置为固定约束，设置每个行星轴上沿切线方向受力为2ft，且ft为行星轮切向力；同时，施加力的范围需要在模型处理时的分割区域内；
9、求解计算：设置求解一体式行星架von-mises等效应力和定向变形；此处定向变形根据减速器内部结构，通过选定的路径，求解确定的部位的各个方向的变形量；
10、收敛验证：验证网格无关性，以真实有效地获得行星架真实应力和变形；此处设置当网格由软件反复迭代加密，但计算应力处于同一位置且应力变化幅度不超过10%时，则认为计算结果以收敛；
11、结果分析：根据相关标准获取一体式行星架材料屈服极限强度，同时考虑1.1倍材料安全系数，计算应力≤材料屈服极限强度/1.1；计算变形量则结合变形量大小给整个系统带来的实际影响进行具体分析。
12、实际应用时，所述根据减速器设计参数及几何结构尺寸进行ug建模，包括行星轴及连接花键。
13、其中，所述准确计算出真实应力和变形存在的位置，包括计算行星架强度时应去除花键齿形，也即需要将模型花键进行去齿，同时在模型上以花键分度圆直径进行切分；并且，在行星轴上并非行星轴所有部位全部直接进行传力，因此需要进行分割面处理，以确保后续施加边界时的准确性。
14、具体地，进行面网格部分处理的关键部位包括行星轴根部圆角。
15、相对于现有技术，本发明所述的一体式行星架有限元分析方法具有以下优势：
16、本发明提供的一体式行星架有限元分析方法，基于workbench软件，采用有限元分析方法，能够对一体式行星架的断裂、变形、重量进行准确分析，从而实现一体式行星架的精准设计。
17、实施方式
18、为了便于理解，下面对本发明实施例提供的一体式行星架有限元分析方法进行详细描述。
19、本发明实施例提供一种一体式行星架有限元分析方法，包括以下步骤：
20、步骤s1、ug建模：根据减速器设计参数及几何结构尺寸进行ug建模；
21、步骤s2、模型处理：准确计算出真实应力和变形存在的位置；
22、步骤s3、给定材料：一体式行星架材料取42crmoa，并进行设置材料弹性模量和泊松比；
23、步骤s4、网格划分：整体采用补丁适形法，并选用六面体网格控制或四面体网格控制；几何尺寸控制，整体控制一体式行星架网格大小于4~5mm；面网格部分，为避免因网格划分不均产生不符合实际情况的应力集中现象，对于关键部位，进行面网格部分处理；对于关键部位，需要进行手动网格加密处理，且网格层数不低于5层；
24、步骤s5、施加边界：设置花键分度圆直径位置为固定约束，设置每个行星轴上沿切线方向受力为2ft，且ft为行星轮切向力；同时，施加力的范围需要在模型处理时的分割区域内；
25、步骤s6、求解计算：设置求解一体式行星架von-mises等效应力和定向变形；此处定向变形根据减速器内部结构，通过选定的路径，求解确定的部位的各个方向的变形量；
26、步骤s7、收敛验证：验证网格无关性，以真实有效地获得行星架真实应力和变形；此处设置当网格由软件反复迭代加密，但计算应力处于同一位置且应力变化幅度不超过10%时，则认为计算结果以收敛；
27、步骤s8、结果分析：根据相关标准获取一体式行星架材料屈服极限强度，同时考虑1.1倍材料安全系数，计算应力≤材料屈服极限强度/1.1；计算变形量则结合变形量大小给整个系统带来的实际影响进行具体分析。
28、相对于现有技术，本发明实施例所述的一体式行星架有限元分析方法具有以下优势：
29、本发明实施例提供的一体式行星架有限元分析方法，基于workbench软件，采用有限元分析方法，能够对一体式行星架的断裂、变形、重量进行准确分析，从而实现一体式行星架的精准设计。
30、实际应用时，上述根据减速器设计参数及几何结构尺寸进行ug建模，可以包括行星轴及连接花键。
31、其中，上述准确计算出真实应力和变形存在的位置，包括计算行星架强度时应去除花键齿形，也即需要将模型花键进行去齿，同时在模型上以花键分度圆直径进行切分；并且，在行星轴上并非行星轴所有部位全部直接进行传力，因此需要进行分割面处理，以确保后续施加边界时的准确性。
32、具体地，进行面网格部分处理的关键部位可以包括行星轴根部圆角。
33、以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
1.一种一体式行星架有限元分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一体式行星架有限元分析方法，其特征在于，所述根据减速器设计参数及几何结构尺寸进行ug建模，包括行星轴及连接花键。
3.根据权利要求1所述的一体式行星架有限元分析方法，其特征在于，所述准确计算出真实应力和变形存在的位置，包括计算行星架强度时应去除花键齿形，也即需要将模型花键进行去齿，同时在模型上以花键分度圆直径进行切分；并且，在行星轴上并非行星轴所有部位全部直接进行传力，因此需要进行分割面处理，以确保后续施加边界时的准确性。
4.根据权利要求1所述的一体式行星架有限元分析方法，其特征在于，进行面网格部分处理的关键部位包括行星轴根部圆角。