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文檔簡介
1、風(fēng)能是一種潔凈的可再生能源,在當(dāng)今能源和環(huán)境問題日益受到關(guān)注的情況下,利用風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電越來越受到人們的重視,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,風(fēng)力發(fā)電技術(shù)在世界上得到了飛快的發(fā)展,越來越多的兆瓦級大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組相繼建成并投入運(yùn)行,風(fēng)電市場前景異常廣闊。隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量日益增大,機(jī)組所受的載荷情況也越來越復(fù)雜,從而使得風(fēng)力機(jī)及其零部件的安全問題變得更加突出。為了要確保風(fēng)力機(jī)在其設(shè)計壽命內(nèi)能夠正常地運(yùn)行,首先必須對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的關(guān)鍵零部件展開
2、設(shè)計研究。 輪轂是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的一個重要部件,它形狀復(fù)雜,輪轂設(shè)計的好壞將直接影響到整個機(jī)組的正常運(yùn)行和使用壽命,因此有必要在極限載荷條件下對輪轂進(jìn)行靜態(tài)分析和疲勞計算,以確定整個輪轂的應(yīng)力分布情況,從中找出最危險的部位,為輪轂設(shè)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(yīng)某企業(yè)的需求,對1.5MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輪轂進(jìn)行強(qiáng)度計算分析。 本文基于有限元法的基本理論,對1.5MW輪轂進(jìn)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(fù)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(jìn)行了細(xì)致的分析比較。 ②對輪轂有限元模型進(jìn)行極限強(qiáng)度分析和疲勞校核計算,并把計算結(jié)果與
4、某企業(yè)的2MW輪轂分析數(shù)據(jù)進(jìn)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(qiáng)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(qiáng)度和疲勞分析的基礎(chǔ)上,對輪轂優(yōu)化設(shè)計進(jìn)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(fēng)力發(fā)電機(jī)組輪轂的分析和自主設(shè)計提供科學(xué)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(fēng)力發(fā)電設(shè)備技術(shù)水平,降低風(fēng)力發(fā)電成本,提高
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