大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輪轂的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析及優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、能源、環(huán)境是當(dāng)今人類(lèi)生存和發(fā)展所要解決的緊迫問(wèn)題。風(fēng)力發(fā)電清潔無(wú)污染，施工周期短，投資靈活，占地少，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。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(lái)越復(fù)雜,從而使得風(fēng)力機(jī)及其零部件的安全問(wèn)題變得尤為突出。為了要確保風(fēng)力機(jī)在其設(shè)計(jì)壽命內(nèi)能夠正常地運(yùn)行，首先必須對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的關(guān)鍵零部件展開(kāi)設(shè)計(jì)研究。
　　輪轂是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的一個(gè)重要部件，它形狀復(fù)雜，輪轂設(shè)計(jì)的好壞將直接影響到整個(gè)機(jī)組的正常運(yùn)行

2、和使用壽命，因此有必要在極限載荷條件下對(duì)輪轂進(jìn)行靜態(tài)分析和疲勞計(jì)算，以確定整個(gè)輪轂的應(yīng)力分布情況，從中找出最危險(xiǎn)的部位，為輪轂設(shè)計(jì)提供可靠的依據(jù)。另外根據(jù)輪轂強(qiáng)度計(jì)算的余量，必要時(shí)對(duì)輪轂進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)分析，以達(dá)到減輕重量，降低成本的目的。
　　本文基于有限元法的基本理論，對(duì)輪轂進(jìn)行了以下研究：
　?、倩谟邢拊ǖ慕＠碚摚镁W(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(jiǎn)單，可以使用有

3、限元程序自動(dòng)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(shí)體描述和三維網(wǎng)格的自動(dòng)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(dòng)生成。并對(duì)兩種單元類(lèi)型的模型進(jìn)行了細(xì)致的分析比較。
　?、趯?duì)某型輪轂有限元模型進(jìn)行極限強(qiáng)度、疲勞及接觸有限元建模及分析校核計(jì)算，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析，提出了優(yōu)化設(shè)計(jì)意見(jiàn)。分析計(jì)算所得數(shù)據(jù)與企業(yè)隨后的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)對(duì)比，結(jié)果基本一致。從而驗(yàn)證了

4、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。
　?、劢Y(jié)合本文對(duì)某型輪轂的研究，采用相似原理和拓?fù)鋬?yōu)化的方法，借助有限元軟件Altair提供的OptiStruct模塊開(kāi)發(fā)出了新型輪轂的結(jié)構(gòu)模型，本輪轂?zāi)Ｐ瓦m用一般 WM級(jí)大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。本文并對(duì)開(kāi)發(fā)的輪轂進(jìn)行了靜應(yīng)力校核，滿足預(yù)期開(kāi)發(fā)目標(biāo)。
　　因此，本論文對(duì)為大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輪轂的分析和自主設(shè)計(jì)提供科學(xué)可靠的依據(jù)，大大縮短了開(kāi)發(fā)時(shí)間，節(jié)約了開(kāi)發(fā)成本。對(duì)企業(yè)解