風力發(fā)電機組輪轂的有限元分析.pdf

1、風能是一種潔凈的可再生能源，在當今能源和環(huán)境問題日益受到關注的情況下，利用風能進行發(fā)電越來越受到人們的重視，隨著科學技術的不斷發(fā)展，風力發(fā)電技術在世界上得到了飛快的發(fā)展，越來越多的兆瓦級大型風力發(fā)電機組相繼建成并投入運行，風電市場前景異常廣闊。隨著風力發(fā)電機裝機容量日益增大，機組所受的載荷情況也越來越復雜，從而使得風力機及其零部件的安全問題變得更加突出。為了要確保風力機在其設計壽命內(nèi)能夠正常地運行，首先必須對風力發(fā)電機組的關鍵零部件展開

2、設計研究。 輪轂是風力發(fā)電機組中的一個重要部件，它形狀復雜，輪轂設計的好壞將直接影響到整個機組的正常運行和使用壽命，因此有必要在極限載荷條件下對輪轂進行靜態(tài)分析和疲勞計算，以確定整個輪轂的應力分布情況，從中找出最危險的部位，為輪轂設計提供可靠的依據(jù)。本文課題研究就是在這樣的背景下，應某企業(yè)的需求，對1.5MW風力發(fā)電機組的輪轂進行強度計算分析。 本文基于有限元法的基本理論，對1.5MW輪轂進行了以下研究： ①基于

3、有限元法的建模理論，利用網(wǎng)格劃分軟件HyperMesh建立了兩種輪轂有限元模型：一種是四面體單元模型，劃分簡單，可以使用有限元程序自動生成，故使用普遍；另一種是六面體單元模型，由于三維網(wǎng)格具有空間幾何實體描述和三維網(wǎng)格的自動生成算法的復雜性，使得三維網(wǎng)格，尤其是六面體網(wǎng)格的劃分，具有較大難度，一般只能靠工作人員手動生成。并對兩種單元類型的模型進行了細致的分析比較。 ②對輪轂有限元模型進行極限強度分析和疲勞校核計算，并把計算結果與

4、某企業(yè)的2MW輪轂分析數(shù)據(jù)進行了比較，從而驗證了本文所研究方法的正確性，確保了輪轂具有足夠的強度和使用壽命。 ③為了減輕輪轂的重量、降低輪轂的制造成本，本文在強度和疲勞分析的基礎上，對輪轂優(yōu)化設計進行了研究，得到一組優(yōu)化的輪轂壁厚。 因此，本論文對為大型風力發(fā)電機組輪轂的分析和自主設計提供科學可靠的依據(jù)，對企業(yè)解決輪轂安全和壽命的問題具有重要的理論意義和工程實用價值，為提高我國風力發(fā)電設備技術水平，降低風力發(fā)電成本，提高