MW级风机变桨轴承与轮毂连接螺栓的强度分析

针对某MW级风电机组变桨轴承与轮毂连接螺栓强度设计问题,利用ANSYS软件建立了该变桨轴承与轮毂连接螺栓仿真模型,通过对变桨轴承的受力分析和变桨轴承、螺栓有限元模拟方法的研究,基于GL规范分别利用有限元方法和理论分析方法对该连接螺栓进行了强度分析和接触面滑移分析。研究结果表明,螺栓的极限强度和疲劳强度满足设计要求,极限计算中有限元分析结果和理论分析结果基本一致,接触面之间不会发生使螺栓承受剪切力的滑移。该研究结果为风机变桨轴承和轮毂连接螺栓设计提供了参考。     

风电机组变桨轴承螺栓失效形式分析与处理措施

风能是一种清洁能源,大力开发和利用风能资源能促进我国的能源战略调整,助力实现可持续发展。风电项目中,风电机组有助于将风能转变为电能,由于整个机组的构成复杂,机组运行中的可靠性不够,经常因为变桨轴承螺栓失效等影响机组运行。现阶段,随着风电事业的日渐进步,变桨轴承螺栓失效问题越发引起了人们的关注,相关企业需采取有效的预防与处理策略。基于此,本文针对风电机组变桨轴承螺栓失效形式展开了详细的分析,提出了对应的处理措施,对提高风电机组运行可靠性具有指导价值。     

考虑支撑结构及螺栓连接的变桨轴承强度分析

针对MW级风电机组变桨轴承静强度与疲劳强度分析的问题,建立了考虑轴承支撑结构刚度及螺栓连接的"叶片-轴承-轮毂"整体等效有限元模型。变桨轴承等效模型中滚球与滚道接触采用非线性弹簧等效,弹簧刚度利用Herz理论进行计算,并将弹簧节点与滚道曲面采用刚性联接,模拟滚球与滚道的接触边界条件;轴承与叶片、轮毂的螺栓连接采用梁单元进行等效,两端分别与被联接零件刚性联接,模拟轮毂-轴承-叶片螺栓联接接触边界条件;模型中弹簧载荷即为滚球载荷,基于Herz接触理论将得到的滚球载荷转化为接触应力,并可以分析滚球接触角变化与套圈变形及应力。采用此模型并结合ISO标准可以在考虑支撑结构及螺栓连接的基础上有效地分析变桨轴承静强度及疲劳强度,并且减少大规模接触计算,提高了计算效率。     

风电机组变桨轴承的动态柔性特性研究

针对传统变桨轴承方法中的刚性假设不能反应变桨轴承动态运行特点的问题,引入了在线测试与仿真分析技术,对变桨轴承动态柔性特性进行了研究。分析了变桨轴承运行的受载特点,提出了一种基于应变载荷测试与位移传感器的在线测试方法,以测试风电机组不同功率下变桨轴承内外圈轴向位移、径向位移和载荷;建立了考虑周边结构与变桨轴承柔性的变桨系统有限元模型,并以在线测试所得载荷作为有限元分析输入载荷,进行了仿真分析;最终对不同功率下的变桨轴承轴向位移、径向位移测试数据与仿真数据进行了对比分析。研究结果表明:变桨轴承载荷、变桨轴承内外圈轴向位移、径向位移随风轮转动呈现周期性交替变化规律,不同位置变化规律特点不同,体现了变桨轴承的动态柔性特性;该特性可应用于变桨轴承可靠性的研究。     

兆瓦级风机变桨轴承与轮毂连接螺栓的疲劳分析

针对1. 5 MW级风电机组叶片与轮毂连接处变桨轴承上的螺栓,提出一种计算连接螺栓的疲劳损伤值的方法。首先,运用Abaqus软件建立合理的有限元模型,对叶根中心处加弯矩载荷,利用Matlab完成弯矩时间历程谱转换成应力时间历程谱。最后对应力时间历程谱进行雨流计数法处理,再利用Miner线性累计损伤理论和S-N曲线对螺栓进行疲劳分析计算。结果表明螺栓的疲劳损伤值在安全范围内,风机到达使用寿命前螺栓的疲劳损伤很小。研究工作可以指导整个风机上连接螺栓的优化设计,为螺栓疲劳设计和寿命分析提供参考。     

基于ANSYS的MW级风电机组运输支架强度计算

针对某2 MW风电机组运输支架的强度安全问题,对运输支架的板和焊缝进行了运输和试验台试验2种工况下的强度计算研究。以ANSYS为平台建立了包含风电机组和运输支架的完整有限元模型,基于APDL语言和GL规范定义了运输和试验台试验2种工况,首先通过排除焊趾奇点应力的方法得到了运输支架板的极限安全系数;之后利用国际焊接协会规范对运输支架的焊趾应力进行了插值计算,得到了焊缝的极限安全系数。研究结果表明,运输支架的板和焊缝强度安全系数均大于1,满足设计使用要求,该方法可为运输支架的结构设计和优化提供了一种实用的手段。     

大型风电机组变桨技术研究

变桨控制是大型风电机组控制的核心,变桨技术在大型风电机组中占据着重要位置。加强对变桨技术的研究具有重要意义,是进一步提升大型风电机组性能的必然要求。独立变桨控制技术的应用能够有效减少风电机组关键部件的载荷。加强对变桨技术的研究是进一步提升大型风电机组性能的必然要求。本文将重点探讨大型风机机组液压变桨和电动变桨技术。     

基于有限元模型的MW级风机变桨轴承优化设计

针对MW级风机传动系统中变桨轴承失效的问题,研究变桨轴承的几何特性对于轴承设计优化有重要意义。以某3MW变桨轴承为研究对象,对钢球采用有限元简化模型进行非线性接触分析。以提高轴承结构强度与接触强度为目标,对轴承进行校核分析,优化轴承几何尺寸的方案,指导设计。     

风电变桨轴承摩擦力矩的测量

通过试验机对风电变桨轴承加载径向和轴向压力,模拟风电轴承的实际工况,通过工控机直接测量并实时记录输出试验数据,从而得到变桨轴承的启动摩擦力矩及旋转状态时的即时摩擦力矩,并分析测试数据以判定风电变桨轴承是否满足设计要求。     

基于载荷优化的风电机组变桨控制技术研究

风力发电是可再生能源中技术最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。现代风电机组的单机容量越来越大,叶轮直径也越来越大,风剪切、塔影效应等造成的载荷波动也在不断增大,由此导致的疲劳载荷问题日益明显,独立变桨控制技术正是在这种背景下提出来的。以国产兆瓦级风力发电机组为依托,研究大型风力发电机组独立变桨控制技术,来减小桨叶承受的不平衡载荷和保持输出功率的稳定。通过研究基于载荷优化的风电机组变桨控制技术,不仅能够提升风电机组的发电效率,还可以减小机组关键部件的载荷,保证机组安全稳定运行,实现客观上的发电量提升。     

风力发电机变桨轴承力学分析

为提高风力发电机变桨轴承的可靠性和设计水平,根据受力与变形的关系推导出变桨轴承滚道上载荷分布的计算公式,并通过实例计算得出变桨轴承在某一负游隙时,具有最大的承载力.     

MW级变速恒频风力发电机组电液变桨距系统的研究

变桨距系统是风力发电机控制的关键技术之一。在国内外研究的基础上提出一种新型的变桨距系统,该系统采用液压变桨距机构来实现桨距角的改变。在安全液压缸和控制液压缸的共同作用下,该套系统相对其他变桨距机构更具有变桨力矩大、变桨精度高、易于控制、叶片振动小等优点。     

MW级风力发电机组轮毂连接螺栓接触强度分析

根据认证(GL)规范,运用有限元分析软件,对某MW级风力发电机组轮毂与叶片螺栓连接、轮毂与主轴螺栓连接进行了接触分析.分析了该轮毂连接螺栓在预紧力工况和实际工作工况下的接触强度.总结了基于GL规范对螺栓接触强度分析的方法.     

风力发电机偏航轴承载荷分布及接触角数值解法研究

基于赫兹弹性接触理论,推导了滚子与轴承内外圈接触变形时的接触刚度,建立了偏航轴承受复杂载荷时受力平衡的非线性方程组,井运用带有松弛因子的牛顿-拉夫逊法求解非线性方程组,得到了承载时偏航轴承各滚子的接触应力和接触角.最后,用经典理论公式和有限元方法对此方法计算结果进行了验证,证明了文中计算方法的正确性,为兆瓦级风力发电机轴承的设计计算提供了参考依据,具有一定的工程应用价值.     

基于试验设计法的风机叶片铺层结构分析及优化

为了研究分析铺层结构对风力发电机叶片强度的影响,建立了叶片有限元模型,计算获得了各个铺层方案下某型号叶片的强度指标值,最后,基于实验设计法对叶片铺层结构进行了优化设计。分析结果表明:±45°单层纤维铺层对叶片强度的影响要大于0°单层纤维铺层;这两类铺层对强度的影响存在耦合作用;基于试验设计方法优化设计获得的铺层结构能满足强度要求。     

基于风速预测的风电机组自动解缆优化方案研究

针对当前风电机组解缆控制存在的问题,首先对目标风电场的解缆情况进行了统计分析,指出优化解缆控制方案的必要性;然后提出了基于PSO-LSSVM模型的超短期风速预测方法,实现了对未来30 min内平均风速的预测;最后提出了基于超短期风速预测的风电机组自动解缆优化方案,并对目标风电场的解缆控制方案进行了优化升级。测试结果表明PSO-LSSVM模型与LSSVM模型相比具有更高的预测精度,能够满足解缆控制的要求;优化后的解缆控制方案有效降低了因解缆造成的电量损失,具有良好的工程应用价值。     

风力发电机组液压变桨机构运动与强度分析

将各个构件的Solidworks实体模型导入ANSYS中,生成柔性体模态中性文件,将该柔性体导入ADAMS中替换原有的刚性体,建立变桨机构的刚柔混合体模型。利用ADAMS对风力发电机组变桨机构的模型进行变桨精度分析,发现实际变桨速度和角位移与理论值有一定误差,提出了在桨叶盘上增设位置传感器,利用传感器发出的信号控制液压缸动作,对变桨误差进行补偿;将运动仿真过程中产生的零件载荷文件,导入ANSYS中,对关键零件进行强度分析,指出了各零件易破坏位置与最大应力位置,设计时应注意保护。