基于gl规范对兆瓦级风力发电机组机架分析计算

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1、第9期机械设计与制造2011年9月MachineryDesign&Manufacture213文章编号：1001—3997(2011)09—0213—02基于GL规范对兆瓦级风力发电机组机架的分析计算杨兆忠颜志伟晏红文(南车株洲电力机车研究所有限公司风电事业部，株洲421000)AnalysisandcomputationformainframeOfMWclasswindturbinegeneratorsystembasedonGLguidelineYANGZhao—zhong，YANZhi—wei，YANHong-wen(CSRZhuzhouElectricLocomotiveRes

2、earchInstituteCo．，Ltd．，WindPowerBusinessUnit，Zhuzhou421000，China)l【摘要】对机架的分析计算包括极限强度分析、疲劳强度分析和模态分析。由于机架的结构和承；；受的载荷复杂，利用有限元方法对兆瓦级风力发电机组机架进行极限强度分析。根据GL规范和EC3《?(19)等标准，对焊接结构的机架利用差值外推得到焊址处在单位载荷下的应力。对作用在机架上的疲{l劳载荷普，通过通道合并和雨流统计得到焊址处的等效疲劳应力，并结合GL规范进行疲劳损伤判断。2》使用有限元法计算了机架的固有频率，防止风机工作中机架在其它振源激励下发生共振。《?关键词

3、：风力发电机；机架；有限元；强度；l【Abstract】Theanalysisandcomputationfor，includeultimatestrengthanalysis,fatiguej}analysisandmodalanalysis．Sincetherackstructureandbearingloadiscomplicated，FEAisappliedfor《}an，umesrengthQ厂d￡rbiemainframe．ACCOrdingtoGLandsfandardssch∞Ec31—9，l；throughextrapolatingD-valueof口rackweld

4、edstructure，loadstressunderunitloadisobtainedatweldingiiarec~Asfor￡efatigueloaddistributionapplyingupontheframe，whichequivalentfatiguestresscouldbe《；obtainedatweldingareathroughchannelITtergingandrain-flowstatistics，thefatiguedamagecouldbe一；；}s舭essFedEAcotmbingtheGLstandards．Inadditionnaturalfre

5、quencyofthemainframeiscalculatedbyapPlyingioprevenfthemainframeWOrkfrom如nanceinspiredbythe。herf0c。z。{{Keywords：Windturbinegenerator；Mainframe；FEA；Strength；中图分类号：TH16，TK8文献标识码：A1引言强度失效和疲劳失效，所以要分别对匕述两种强度进行校核计算。另外，为了保证机架在风机工作时不发生共振，需对其进予亍；奁i分析。为确保现代兆瓦级风力发电机组设计、制造和运行维护过程的规范，对其进行相关的认证是重要的一步。通过严格认证的风力

6、2机架的极限强度分析发电机组被认为是值得信赖和可靠的，这不但有助于开拓市场，对机架进行极限强度分析计算使用有限元分析算法。计算所甚至在某些国家，通过特定的认证是风力发电机组投产运行的强使用的几何模型在三维软件中建立，并根据有限元理论和结构力制法律要求_1]。目前，国际上通用的风电认证规范有IEC614001、学理论简化掉了机架上的一些电缆支架、吊耳、一些凸出的倒角德国劳埃德(GL)认证规范和丹麦的DS472标准目。(凹进去的圆角都在模型中考虑，避免应力集中)等对机架强度分机架结构复杂，如图1所示，是风力发电机最主要的承力部件析影响不大的细小部分。如图2所示，由于该模型用来校核机架的之一

7、。机架承载着主轴传过来的轮毂中心载荷，齿轮箱的载荷，发电强度，对于其螺栓连接部分进行了简化处理，并建立齿轮箱和塔筒机的载荷，偏航电机的载荷以及变频柜的载荷。对机架的分析计算是假体。将建立完的模型导人前处理软件进行网格划分和边界条件要确保其在20年的时间内不能够失效。目前较为常见失效形式有静的定义。为了计算结果的准确性，对划分好的网格要进行质量检★来稿日期：2010—11-22附近的速度最大，大的流速导致了B点出现负压。管道出口横截与小管接触拐点