[发明专利]一种风力发电机组后机架的强度评估方法及系统

权利要求书

1.一种风力发电机组后机架的强度评估方法，其特征在于：

S1.构建风力发电机组的有限元模型，所述有限元模型中，后机架和/或立柱采用壳单元模型；

S2.在所述有限元模型中配置施加在所述后机架上载荷边界，所述载荷边界包括重力载荷和惯性载荷；

S3.基于所述有限元模型，评估所述风力发电机组后机架的强度。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组后机架的强度评估方法，其特征在于：步骤S1中，还包括为所述壳单元模型配置厚度、材料属性特征；所述有限元模型中机舱罩、控制柜、散热器、发电机采用质量单元模型。

3.根据权利要求2所述的风力发电机组后机架的强度评估方法，其特征在于：步骤S2中所述重力载荷包括由机舱罩、控制柜、散热器、发电机的重力而产生的重力载荷；所述惯性载荷包括：机舱在塔顶坐标系下沿X坐标轴方向的加速度载荷，和/或机舱在塔顶坐标系下沿Y坐标轴方向的加速度载荷，和/或机舱在塔顶坐标系下绕X坐标轴的角加速度载荷，和/或机舱在塔顶坐标系下绕Y坐标轴的角加速度载荷，和/或机舱在塔顶坐标系下绕Z坐标轴的角加速度载荷。

4.根据权利要求2所述的风力发电机组后机架的强度评估方法，其特征在于：在所述步骤S2中，还包括对所述有限元模型中前机架的底部三个平动方向的自由度设置约束。

5.根据权利要求4所述的风力发电机组后机架的强度评估方法，其特征在于：在所述步骤S2中，还包括对所述有限元模型中前机架和后机架之间设置绑定约束。

6.根据权利要求1至5任一项所述的风力发电机组后机架的强度评估方法，其特征在于：步骤S3中所述评估所述风力发电机组后机架的强度包括对后机架静强度的评估：在所述重力载荷和所述惯性载荷的条件下，分析计算后机架的实际受力状态，并确定后机架的范式等效应力，根据后机架材料的屈服强度来判断所述后机架的静强度是否满足设计要求。

7.根据权利要求1至5任一项所述的风力发电机组后机架的强度评估方法，其特征在于：步骤S3中所述评估所述风力发电机组后机架的强度包括对后机架母材的疲劳强度的评估：将后机架的载荷历程转化为应力历程，并根据应力历程计算母材的疲劳损伤值。

8.根据权利要求1至5任一项所述的风力发电机组后机架的强度评估方法，其特征在于：步骤S3中所述评估所述风力发电机组后机架的强度包括对后机架刚度的评估：根据所述有限元模型，通过模态叠加法计算后机架的各阶频率，当后机架的局部模态频率落于预设的第一频率范围时，判断后机架需要加强；当后机架的整体模态频率落于预设的第二频率范围时，判断后机架需要进行系统优化。

9.一种风力发电机组后机架的强度评估系统，其特征在于：包括建模子系统和评估子系统；

所述建模子系统用于构建风力发电机组的有限元模型，所述有限元模型中，后机架和/或立柱采用壳单元模型；在所述有限元模型中配置施加在所述后机架上载荷边界，所述载荷边界包括重力载荷和惯性载荷；

所述评估子系统用于基于所述有限元模型，评估所述风力发电机组后机架的强度。

10.根据权利要求9所述的风力发电机组后机架的强度评估系统，其特征在于：所述建模子系统还用于为所述壳单元模型配置厚度、材料属性特征；还用于配置所述有限元模型中机舱罩、控制柜、散热器、发电机为质量单元模型。

11.根据权利要求10所述的风力发电机组后机架的强度评估系统，其特征在于：所述建模子系统配置的重力载荷包括由机舱罩、控制柜、散热器、发电机的重力而产生的重力载荷；

所述建模子系统配置的惯性载荷包括：机舱在塔顶坐标系下沿X坐标轴方向的加速度载荷，和/或机舱在塔顶坐标系下沿Y坐标轴方向的加速度载荷，和/或机舱在塔顶坐标系下绕X坐标轴的角加速度载荷，和/或机舱在塔顶坐标系下绕Y坐标轴的角加速度载荷，和/或机舱在塔顶坐标系下绕Z坐标轴的角加速度载荷。