基于多體動(dòng)力學(xué)的大型風(fēng)力機(jī)柔性結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)仿真研究.pdf

1、本文主要對(duì)大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組關(guān)鍵部件及整機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性分析。研究運(yùn)用混合多體動(dòng)力學(xué)方法建立風(fēng)力發(fā)電機(jī)組整機(jī)動(dòng)力學(xué)模型，該模型由葉片等柔性構(gòu)件和機(jī)艙等相對(duì)剛性的構(gòu)件組成。對(duì)于剛性構(gòu)件運(yùn)用多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法建模。對(duì)于柔性構(gòu)件，應(yīng)用超級(jí)單元(superelement)的建模方法，將其離散為由帶有力元彈簧和阻尼器的萬(wàn)向節(jié)與旋轉(zhuǎn)鉸連接的有限個(gè)剛體?；旌隙囿w系統(tǒng)中各剛體通過(guò)約束和鉸相聯(lián)系，應(yīng)用Lagrange方程建立系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)微分方程。運(yùn)用MSC

2、.ADAMS的求解器求解該代數(shù)-微分方程。對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)零部件及整機(jī)使用SolidWorks軟件進(jìn)行三維建模，把三維模型導(dǎo)入ADAMS軟件中，運(yùn)用ADAMS/Vibration振動(dòng)分析模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)風(fēng)力機(jī)關(guān)鍵部件及整機(jī)的動(dòng)力特性與響應(yīng)的分析。
　　 將風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)系統(tǒng)離散為葉片、塔架及風(fēng)輪軸等組成的柔性多體子系統(tǒng)和機(jī)艙、輪轂等組成的剛性多體子系統(tǒng)，考慮到風(fēng)力機(jī)實(shí)際工作特性，將葉片和塔架及風(fēng)輪軸離散為由帶有力元彈簧和阻尼器的鉸連接的有限

3、個(gè)剛體，其中彈簧的特性參數(shù)運(yùn)用超級(jí)單元方法進(jìn)行分析，利用材料力學(xué)彎曲梁撓曲線方程導(dǎo)出了反映構(gòu)件橫向和扭轉(zhuǎn)變形的彈簧剛度系數(shù)的計(jì)算公式，對(duì)于不管是否成規(guī)則線性變化的截面梁，提出了兩種彈簧剛度系數(shù)的計(jì)算方法。
　　 針對(duì)一個(gè)1.5MW風(fēng)力機(jī)組進(jìn)行系統(tǒng)動(dòng)力特性分析。首先對(duì)塔架和葉片進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析，研究了超級(jí)單元的彈簧剛度系數(shù)計(jì)算方法對(duì)于結(jié)果精度的影響；研究了葉片旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)對(duì)其結(jié)構(gòu)特性特別是動(dòng)力特性的影響；最后分析了風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的固有