[发明专利]一种风电机组大部件静强度快速评估方法

说明书

本发明公开了一种风电机组大部件静强度快速评估方法，建立包含大部件关键节点的各个应力分量与载荷分量的对应关系的强度分析数据库；基于强度分析数据库，采用应力分量插值和等效应力合成的方法进行大部件静强度快速评估；通过对快速评估方法和有限元法的结果进行对比，计算得到评估结果的误差值，将应力分量差值和等效应力合成，对误差值进行修正，得到静强度评估方法。本发明在保证大部件静强度结果准确性的基础上，可以有效避免重复分析工作，极大地缩短风电机组大部件静强度分析的时间。

技术领域

本发明涉及一种风电机组大部件静强度快速评估方法。

背景技术

近年来，在世界各国风电政策和相关法律法规的推动下，风电产业得到了快速发展。风电机组强度分析计算作为风电机组研发、制造过程中的核心环节，一直以来被风电机组制造商、高校以及研究机构所重视。

对于风电机组制造商，随着产品系列化的不断完善、新建风场数量不断增加，且所遇到的风场风资源情况不同，机位载荷差异化显著，需要进行大量的强度评估工作。

对风电机组大部件进行静强度分析的工作量非常巨大，若每次对一个未知风场的风电机组大部件进行静强度校核需要花费大量时间。若基于该机型的风机大部件强度分析数据库进行应力分量插值和等效应力合成，快速得到特定风场、机位下的大部件静强度应力结果，可以有效避免重复分析风电机组大部件，极大地缩短风电机组大部件静强度分析的时间。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种风电机组大部件静强度快速评估方法，本发明在保证大部件静强度结果准确性的基础上，可以有效避免重复分析工作，极大地缩短风电机组大部件静强度分析的时间。

为进一步更好的说明，本发明的大部件为轮毂、主轴、主机架和轴承座。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种风电机组大部件静强度快速评估方法，以下步骤：

(1)建立包含大部件关键节点的各个应力分量与载荷分量的对应关系的强度分析数据库；

(2)基于强度分析数据库，采用应力分量插值和等效应力合成的方法进行大部件静强度快速评估；

(3)通过对快速评估方法和有限元法的结果进行对比，计算得到评估结果的误差值，将应力分量插值和等效应力合成，对误差值进行修正，得到静强度评估方法。

所述步骤(1)中，选取典型的风电机组模型，获取风电机组设计的载荷的极限工况载荷表。

所述步骤(1)中，根据极限工况载荷表，设定各个载荷分量的最小值和最大值，最小值与最大值需要将极限载荷表中的值包络在内，构建加载工况表，将载荷分成多个等级依次加载。

所述步骤(1)中，根据极限载荷下的静强度有限元计算结果，选取目标节点，节点均匀分布于主轴表面应力值大于设定值的区域内。

所述步骤(1)中，使用构建的静强度有限元模型计算各个加载工况下目标节点的各个应力分量，得到各个节点应力分量与各个载荷分量间的对应关系，形成强度分析数据库。

所述步骤(2)中，根据强度分析数据库，通过线性插值得到工况中对应载荷分量对应的某目标节点应力分量，相加得到该工况中目标节点应力分量合力，利用Von mises应力公式合成得到该目标节点的等效应力。

所述步骤(3)中，将合成应力与计算应力的最大误差作为误差值。

所述步骤(3)中，通过有限元分析结果和快速评估结果的对比分析，获得快速评估方法的误差值，再对大部件进行静强度快速评估时，将误差值考虑在内。

应力分量共包括6个。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：