MW级风电机组变桨柜的强度分析研究

针对兆瓦级风电机组变桨柜焊缝开裂问题,将多体动力学分析与有限元分析技术应用于变桨柜体强度分析中,对变桨柜进行了结构优化和强度评估。首先采用动力学分析软件Simpack对变桨柜总体结构进行了动力学建模和仿真分析,确定了变桨柜应力幅变化最大的危险位置,作为有限元分析的计算工况;接着采用有限元分析软件ANSYS对不同计算工况下的变桨柜及其支架进行了有限元建模与静强度分析;然后依据GL规范与国际焊接协会IIW规范,利用焊缝热点应力法,得到了变桨柜焊缝热点的外推应力,进而对变桨柜焊缝进行了极限强度评估;最后利用疲劳分析软件Fesafe并结合变桨柜疲劳载荷谱及焊缝的S/N曲线,对其进行了疲劳强度评估。研究结果表明:优化后的变桨柜焊缝的极限与疲劳强度安全系数均大于1,满足GL规范强度设计要求。     

基于周期对称模型的MW级风电机组变桨轴承连接螺栓强度计算

针对MW级风机变桨轴承连接螺栓的强度分析问题,采用周期性建模的方式建立了螺栓的有限元分析模型,并基于GL规范计算了螺栓的极限强度及疲劳强度。首先在最大预紧力工况下基于最大极限载荷计算得到了螺栓的最小极限安全系数。然后通过比较3个叶片的极限疲劳载荷得到了最大的极限疲劳载荷,在最小预紧力工况下基于该载荷得到了螺栓的载荷-应力非线性曲线,构建了新的载荷谱并根据载荷-应力曲线将该载荷谱转化为应力谱,利用雨流统计和Palmgren-Miner准则得到了螺栓的最小疲劳安全系数。计算结果表明,变桨轴承与轮毂连接螺栓和变桨轴承与叶片连接螺栓的极限、疲劳强度满足设计要求;该方法减少了有限元的计算量,为螺栓的强度分析提供了新的思路。     

浅析一种双头螺柱拆卸工具

阐述了一种双头螺拄拆卸工具的基本结构及工作原理,同时提出使用该工具的注意事项。在不容易拆卸双头螺柱的场合。应用双头螺柱拆卸工具灵巧的特点,可更好地提高生产效率。     

基于Ansys workbench的双馈发电机滑环室通风系统分析

针对双馈发电机在风电机组运行过程中多次出现的滑环故障问题,将计算流体力学(CFD)技术应用到双馈发电机滑环系统分析中。开展了双馈发电机滑环室风路分析,建立了滑环室进出风口与通风情况的关系,提出了使用ANSYS workbench进行滑环室风路流体分析的方法;在获得最佳风路的基础上,使用ANSYS CFX软件对其滑环散热效果进行了评价,并将出口风速、温度仿真分析结果与实际情况进行了对比。研究结果表明,出口风速仿真值与测试值间最大偏差别为4.1%,温度仿真值与测试值间最大偏差别为4.67%,离心风扇式滑环系统较轴流风扇式滑环系统相比在滑环室碳粉清除与滑环散热效果更好。     

MW级风电机组偏航齿轮箱断齿研究

某MW级的风电机组偏航齿轮箱在并网运行3年时间后,出现输出小齿轮轮齿折断问题。针对失效齿轮开展了全面分析,对轮齿断口、设计因素、制造因素、装配及运行因素、系统保护因素等可能导致齿轮失效的原因进行了逐一排查,最终定位为推力瓦支座与偏航齿圈之间干涉是直接原因。经过bladed软件模拟叶轮不平衡并进行风场验证,得知风轮的一只叶片安装角度出现偏差,造成风轮气动不平衡是失效的根本原因。     

MW级风机塔筒门框焊缝的强度分析

运用有限元分析软件ANSYS建立某MW级风力发电机塔筒门框的有限元模型,分析了其在极限载荷下的静强度; 同时采用热点应力法对门框焊缝进行疲劳分析,基于临界面理论计算热点应力,并利用雨流计数法和Palmgren-Miner线性累积损伤理论计算了门框焊缝的疲劳损伤,结果表明,门框焊缝的极限强度和疲劳强度均满足使用要求。     

双馈发电机转子绕组中性环结构与故障分析研究

针对某型双馈发电机在风电机组运行过程中出现的转子绕组中性环故障问题,对中性环结构与故障现象进行了分析与研究。采用ANSYS Workbench开展了中性环结构静力学与模态分析,利用微观分析技术对非故障发电机与故障发电机中性环连接块进行了取样分析;根据故障发电机中性环连接块微观检查发现的异常现象,对剩余连接块进行了金相组织检查;最后建立了中性环结构设计、连接块金相组织与中性环故障的关系。研究结果表明:中性环应力集中与连接块氢脆为引发中性环故障的原因;根据故障原因提出缩短连接块长度、避免异形弯曲、采用无氧铜等预防措施,可为后续产品优化与故障原因分析提供参考依据。     

浅析一种新型的淬火安全装置

介绍了一种新型的淬火安全装置,阐述了该装置的基本结构及工作原理,同时提出了使用的注意事项,总结了使用该装置,能降低热处理工厂发生火灾的几率,对企业的安全生产起到积极作用。     

需求响应下的电动汽车充电设施配置模型

随着双碳目标、新基建等政策的推行,电动汽车数量增长成为必然的趋势,电动汽车用户将成为需求响应的重要主体之一。用户在参加需求响应的过程中将会改变电动汽车充电时间以及电量,带来充电负荷需求的时空迁移,原有的充电设施规划结果需要调整。基于此,考虑价格型需求响应以及激励型需求响应对电动汽车规划结果的影响,首先从用户角度出发,以用户充电成本最低为目标函数建立不同需求响应模式下电动汽车充电行为模型,并提出峰谷电价下的电动汽车需求响应策略,预测充电需求时空分布;在给定初选站址的情况下,从投资者的角度出发,以建设运营总利润最大化为目标建立充电设施规划模型,对充电站是否建设以及建设规模进行规划。最后应用算例对不考虑需求响应、考虑价格型需求响应、考虑激励型需求响应下的电动汽车充电设施进行规划,并对需求响应参与度、需求响应价格对运营商投资收益率的敏感性进行了分析。     

基于ADAMS/Vibration风力发电机悬置系统的仿真研究

为解决某型风力发电机在某转速下振动过大的问题,基于ADAMS/Vibration模块建立了发电机悬置系统动力学模型,对其进行了固有频率和模态能量求解;以悬置元件刚度系数为设计变量,以固有频率和解耦水平为目标变量,使用ADAMS/Insight进行了优化设计,优化后的结果表明,固有频率分布在设定范围之内,解耦程度较优化之前有较大程度的提高。