一種風機主機架吊耳極限安全系數的計算方法技術

本發明專利技術一種風機主機架吊耳極限安全系數的計算方法，包括如下步驟：(1)建立風機主機架的幾何模型；將吊點的位置位于風機主機架重心豎直方向上方的位置；(2)將幾何模型導入有限元軟件，定義風機主機架的單元類型和材料屬性，建立有限元模型；(3)設置連接關系；(4)對所述有限元模型施加載荷和邊界約束；(5)計算吊耳的極限安全系數。本發明專利技術所提供的一種風機主機架吊耳極限安全系數的計算方法，在建立幾何模型時，將吊點設置在主機架中心豎直方向上方的位置，然后建立有限元模型進行分析。本發明專利技術所提供的方案中在對風機主機架吊耳進行有限元分析時充分模擬了風機主機架吊耳的實際工況，解決了對吊耳應力評估不準確的問題。

Method for calculating limiting safety factor of hanger of fan main frame

The calculation method of the invention is a wind machine frame crane safety coefficient of ear limit, which comprises the following steps: (1) the geometric model of Jian Lifeng machine frame; the hanging point is located in the center of the main frame above the fan vertical position; (2) the geometric model into the finite element software, unit type and the host material properties the fan frame, the finite element model is established; (3) setting connection; (4) applying load and boundary constraints on the finite element model; (5) calculating the ultimate safety factor of ear. The invention provides a wind machine main frame crane safety coefficient of ear limit calculation method in the geometry model, will be hanging over the central main frame vertical position settings, and then set up finite element model analysis. The scheme provided by the invention fully simulates the actual working condition of the hanger of the fan main frame in the finite element analysis of the hanger of the fan main frame, and solves the problem that the stress evaluation of the hanger is inaccurate.

【技術實現步驟摘要】
一種風機主機架吊耳極限安全系數的計算方法
本專利技術屬于風力發電
，具體涉及一種風機主機架吊耳極限安全系數的計算方法。
技術介紹
現代MW級風機多通過主機架吊耳對機艙進行吊裝，吊耳安全性是風機吊裝安全性的重要內容，根據吊裝作業規范，在吊裝之前必須對主機架吊耳強度進行計算校核。主機架吊耳的結構較為復雜，而常規的工程算法對結構細節考慮較少，這使得其計算精度難以保證，因此對此種復雜結構多采用有限元的辦法來計算。目前采用有限元方法對吊耳進行計算時，建模相對簡單，通常未考慮吊點位置對吊耳強度的影響，往往直接在吊耳處施加等效載荷或使用載荷傘的形式直接在吊耳處傳遞載荷，由于吊耳處的載荷分布較為復雜，使用等效載荷和載荷傘不能有效的評估吊耳處的應力，從而使得最終的計算結果與實際結果不同，使得計算結果不能有效的指導工程應用。
技術實現思路
本專利技術一種風機主機架吊耳極限安全系數的計算方法，用于解決現有技術中對風機主機架吊耳進行有限元分析時，對吊耳的應力評估不準確的問題。一種風機主機架吊耳極限安全系數的計算方法，包括如下步驟：(1)建立風機主機架的幾何模型；所述主機架包括機艙、吊耳和吊索，其中吊耳上設有吊具，吊索上設有吊點，吊點的位置位于風機主機架重心豎直方向上方的位置；(2)將幾何模型導入有限元軟件，并對吊耳劃分網格，定義機艙、吊耳、吊索和吊具單元類型和材料屬性，建立有限元模型；(3)設置吊耳與機艙、吊索和吊具的連接關系；(4)對所述有限元模型施加載荷和邊界約束；(5)對所述有限元模型進行靜力學計算，結合風機主機架材料區服強度，得到吊耳的極限安全系數。進一步的，在對風機主架劃分網格時，將吊耳處的網格密度增加。進一步的，建立有限元模型時，所述吊索采用Link180單元，根據吊索的實際尺寸設置Link180單元的截面積，通過設置關鍵字設置Link180受壓力不受壓力。進一步的，所述吊具和吊耳之間設置為摩擦接觸，且兩者之間沒有相對運動。進一步的，所述載荷＝風機主機架質量*重力加速度*安全系數。進一步的，建立有限元模型時，所述機艙和吊具采用實體單元。本專利技術所提供的一種風機主機架吊耳極限安全系數的計算方法，在建立幾何模型時，根據實際工況將吊索的吊點設置在風機主機架中心豎直方向上方的位置，然后建立有限元模型進行分析。本專利技術所提供的方案中在對風機主機架吊耳進行有限元分析時充分模擬了風機主機架吊耳的實際工況，解決了對吊耳應力評估不準確的問題。由于吊耳處的受力非常復雜，所以在對風機主機架劃分網格時，需要將吊耳處網格的密度增加。附圖說明圖1為風機主機架的幾何模型圖；圖2為吊耳的幾何模型圖。具體實施方式本專利技術一種風機主機架吊耳極限安全系數的計算方法，用于解決現有技術中對風機主機架吊耳進行有限元分析時，對吊耳的應力評估不準確的問題。一種風機主機架吊耳極限安全系數的計算方法，包括如下步驟：(1)建立風機主機架的幾何模型；所述風機主機架包括機艙、吊耳和吊索，其中吊耳上設有吊具，吊索上設有吊點，吊點的位置位于風機主機架重心豎直方向上方的位置；(2)將幾何模型導入有限元軟件，并對吊耳劃分網格，定義機艙、吊耳、吊索和吊具單元類型和材料屬性，建立有限元模型；(3)設置吊耳與機艙、吊索和吊具的連接關系；(4)對所述有限元模型施加載荷和邊界約束；(5)對所述有限元模型進行靜力學計算，結合風機主機架材料區服強度，得到吊耳的極限安全系數。本專利技術所提供的一種風機主機架吊耳極限安全系數的計算方法，在建立幾何模型時，根據實際工況將吊索的吊點設置在主機架中心豎直方向上方的位置，然后建立有限元模型進行分析。本專利技術所提供的方案中在對風機主機架吊耳進行有限元分析時充分模擬了風機主機架吊耳的實際工況，解決了對吊耳應力評估不準確的問題。下面結合附圖對本專利技術進行詳細說明。本實施例提供一種風機主機架吊耳極限安全系數的計算方法，用于計算風機主機架吊耳的極限安全系數，該方法的步驟如下：(1)使用CAD軟件建立風機主機架的幾何模型，如圖1所示，風機主機架包括機艙1、吊耳2和吊索4，吊索4上設有吊點5，吊點5位于機艙1重心豎直方向上方的位置；吊耳如圖2所示，設有吊具3；(2)將建立好的風機主機架幾何模型導入有限元軟件，進行網格劃分，將吊耳處的網格密度增加；(3)定義機艙1、吊耳2、吊具3和吊索4的單元類型和材料屬性，建立有限元模型，其中機艙1和吊具3采用實體單元，吊索采用Link180單元，根據吊索的實際尺寸設置Link180單元的截面積，通過設置關鍵字設置Link180受壓力不受壓力；(4)將吊具和吊耳之間設置為摩擦接觸，且兩者之間沒有相對運動；(5)對建立好的有限元模型施加載荷和邊界約束；(6)對有限元模型進行靜力學計算，結合風機主機架材料區服強度，根據載荷＝風機主機架質量*重力加速度*安全系數，求出吊耳的極限安全系數。本實施例所提供的一種風機主機吊耳極限安全系數的計算方法，在對風機主機架劃分網格時，將吊耳處的網格密度增加；作為其他實施方式，可以根據實際的仿真需求確定是否將吊耳處的網格密度增加。本實施例所提供的一種風機吊耳極限安全系數的計算方法，建立有限元模型時，機艙和吊具均采用實體單元；作為其他實施方式，可以不采用實體單元，而將機艙和吊具設置成為與實際機艙和吊具相同的材料。本實施例所提供的一種風機吊耳極限安全系數的計算方法，吊具和吊耳之間設置為摩擦接觸，且兩者之間沒有相對運動；作為其他實施方式，可以將兩者之間的接觸設置成為其他類型的接觸，如焊接接觸等。以上給出了本專利技術涉及的具體實施方式，但本專利技術不局限于所描述的實施方式。在本專利技術給出的思路下，采用對本領域技術人員而言容易想到的方式對上述實施例中的技術手段進行變換、替換、修改，并且起到的作用與本專利技術中的相應技術手段基本相同、實現的專利技術目的也基本相同，這樣形成的技術方案是對上述實施例進行微調形成的，這種技術方案仍落入本專利技術的保護范圍內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種風機主機架吊耳極限安全系數的計算方法，其特征在于，包括如下步驟：(1)建立風機主機架的幾何模型；所述主機架包括機艙、吊耳和吊索，其中吊耳上設有吊具，吊索上設有吊點，吊點的位置位于風機主機架重心豎直方向上方的位置；(2)將幾何模型導入有限元軟件，并對吊耳劃分網格，定義機艙、吊耳、吊索和吊具單元類型和材料屬性，建立有限元模型；(3)設置吊耳與機艙、吊索和吊具的連接關系；(4)對所述有限元模型施加載荷和邊界約束；(5)對所述有限元模型進行靜力學計算，結合風機主機架材料區服強度，得到吊耳的極限安全系數。

【技術特征摘要】
1.一種風機主機架吊耳極限安全系數的計算方法，其特征在于，包括如下步驟：(1)建立風機主機架的幾何模型；所述主機架包括機艙、吊耳和吊索，其中吊耳上設有吊具，吊索上設有吊點，吊點的位置位于風機主機架重心豎直方向上方的位置；(2)將幾何模型導入有限元軟件，并對吊耳劃分網格，定義機艙、吊耳、吊索和吊具單元類型和材料屬性，建立有限元模型；(3)設置吊耳與機艙、吊索和吊具的連接關系；(4)對所述有限元模型施加載荷和邊界約束；(5)對所述有限元模型進行靜力學計算，結合風機主機架材料區服強度，得到吊耳的極限安全系數。2.根據權利要求1所述的一種風機主機架吊耳極限安全系數的計算方法，其特征在于，在對風機主機架劃分網格時，將吊耳處的網...

【專利技術屬性】
技術研發人員：齊濤，董姝言，蘇鳳宇，晁貫良，何海建，楊揚，程林志，楊海鋒，朱斯，
申請(專利權)人：許繼集團有限公司，許昌許繼風電科技有限公司，國家電網公司，國網新源張家口風光儲示范電站有限公司，
類型：發明
國別省市：河南,41