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  直驱式冷库部件之间的连接螺栓的强度直接影响整个冷库的性能和使用寿命。限元分析软件ANSYS在MW级分析了直驱式制冷机组的底盘与发电机之间的连接螺栓的极限阻力,并分析了其中的连接螺栓的应力水平。同的极端条件和接触面的接触。件证明该位置的连接螺栓可以满足设计条件的强度要求。再生能源的开发和利用在解决能源问题和环境问题中发挥着重要作用,是实现可持续发展的战略选择。个风能生产过程不会产生污染,是一种真正的绿色能源。能技术的发展始于1980年代,自本世纪初以来,欧洲,北美,中国等地区和国家迅速发展了风能领域。前,中国的风能行业也发展迅速,其功率从千瓦增加到兆瓦。寸也变大。过使用新的3D建模软件和计算分析,传统的计算和分析方法不再满足风能生产的要求。ANSYS软件是目前世界上最大,最广为人知的有限元分析软件。广泛用于航空航天,化学工业,汽车,电子,机械,土木工程等各个研究领域。[1]是现代设计中必不可少的分析工具,在风力冷藏库的设计分析中起着至关重要的作用。双风能储能单元不同,直接储能单元的风轮直接连接到发电机,主轴,变速箱及其附件在中心被省去,风轮在旋转轴下方旋转。的作用是直接将动能传递给发电机来发电。直接驱动式风力涡轮机蓄冷单元不具有变速器,这可以减少变速器损失并提高风力发电的效率,同时简化变速器结构并提高效率。靠性,从而降低了运营和维护成本[2]。

直驱风力发电机底盘与发电机之间的连接力分析_no.1414

  接驱动式风能存储单元的发电机的一侧连接到轮毂,另一侧使用高强度螺栓连接到机舱的底盘,然后通过轴承和偏航轴承固定在塔架上方。此,平台框架与发电机之间的连接螺栓支撑轮毂在不同的工作条件下以及发电机自身重力的作用下传递的力和力矩,螺栓的强度起着重要的作用。能存储单元的可靠性。用底盘和发电机的连接螺栓均匀地分布在连接位置,因此在相同载荷下不同位置的螺栓承受的力不同。能的冷库在不同的工作条件下具有多种工作条件和负荷条件。一样结果,连接螺栓上的应力更加复杂。用传统的工程计算方法来计算螺栓阻力比较繁琐,准确性较低[3]。用有限元分析方法,并用有限元ANSYS软件构建结构的有限元计算模型,对不同工作条件下的连接螺栓阻力进行了分析。根据分析结果检查了连接螺栓的可靠性。架和发电机连接螺栓的几何模型如图1所示。
  电机通过均匀分布的两排10.9 M36螺栓连接到驾驶室机架。圈和外圈上的螺栓数量为60。径为1700毫米,外圈螺纹孔的分布直径为1900毫米。ANSYS中直接建立连接螺栓的有限元模型,几何模型只能确定螺栓孔的位置和大小。于该分析主要分析连接螺栓的阻力,因此,在原始设计结构的基础上简化了底盘和发电机的几何模型,并计算了小孔,圆角和小隆起。果,省略了影响力小的结构,这可以降低网格划分的难度并缩短计算时间,同时又保证了计算的准确性。有限元分析中,分析结构的静态强度所需的材料属性主要是弹性模量和材料的泊松比。产品的材料和发生器是模制品,该材料是球墨铸铁QT400-18AL,该材料的弹性模量为1.73×1011Pa,泊松比为0.3。10.9级高强度螺栓通常由低碳合金钢制成。于中碳钢,屈服强度为940 MPa,螺栓垫圈的材料为Q345E,弹性模量为1.73×1011Pa,泊松比为0, 3。格划分是有限元模型构建过程中最复杂,最关键的部分,因为网格的质量和所选元素的类型直接影响求解的准确性,收敛性。和解的速度[4]。于底盘和发电机,将由Solidworks创建的3D模型直接导入ANSYS,然后获取网格以获得所需的单位。于框架的复杂结构和不规则形状,此结构的单元类型为SOLID187四面体单元,而发生器为规则的轴对称结构,因此该单元为SOLID 185六面体。格允许执行计算。
  精度前提下加快计算速度。栓部分直接在ANSYS中使用BEAM梁单元188建立相应的单元模型。单元截面BEAM188根据M36螺栓的应力截面表面定义。格有限元模型如图2所示。

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  架和发电机之间的连接螺栓上的负载主要是轮毂中心的最大负载和发电机的重力。集中器的中心建立一个节点,集中器与发电机端节点建立MPC链接触点,在该触点上应用了16组通过风荷载计算软件计算的极端荷载条件。用刀片软件。点的坐标系采用GL规范。图中指定的车轮坐标系[5]中,坐标系的方向如图3所示。发电机的重心位置建立一个节点,该节点还与发电机的重心建立绑定接触。成部分的内表面和生成器的重力被施加到节点上。分析中,定义了发电机接触面与机舱底盘之间的摩擦接触关系,将Mocha系数取为0.2,冷凝器价格并将总应力施加在主机的下节点上,也就是说,该平面所有节点的方向X,Y和Z受到限制。移和旋转度。于结构的有限元模型涉及接触非线性,并且连接螺栓必须在施加载荷之前对螺栓进行预应力,因此解析过程是使用几个载荷步骤来计算的。一步是施加螺栓的预紧力。力,第二步是施加螺栓的极限载荷。16组极端载荷条件下,ANSYS软件用于计算和比较车轮中心的螺栓应力。My-min条件下,也可能获得螺栓组的最大应力。My-min条件下的车轮极限载荷如下:Mx = -3.51kN.m,My = -4457.1kN.m,Mz = -2192.2kN.m,Fx = -110.6kN, Fy = 90.5kN,Fx = -778.7kN。
  这些条件下,螺栓组的总应力结果和最危险的螺栓应力结果分别如图4和图5所示。图中可以看出,螺栓组的最大应力为746 MPa。栓10.9的屈服强度为940 MPa,根据风能储存装置的规范,螺栓的安全系数为1.1,允许的螺栓应力为854.5 MPa,这样就可以遵守极限运行条件。态电阻要求。了底盘与发电机之间的连接螺栓的强度要求外,冷凝器价格还需要确定在预充电力和极限载荷作用下,螺栓的接触面之间是否存在周向滑动。免使螺栓承受剪切力。ANSYS的计算和分析使得获得接触面之间的接触状态成为可能,图5显示了在运行状态My-下发电机与底盘之间的接触状态分布图。钟。

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  图中的状态分布中,我们可以知道接触状态良好,并且接触区域之间没有发生滑动。据以上有限元分析和计算,看来MW级冷藏柜框架与发电机之间的连接螺栓的极限阻力可以满足每种工作负荷的要求,并且它们之间的接触表面不会导致滑动,从而使螺栓承受剪切力。过以上分析过程可以看出,与传统的计算方法相比,采用有限元方法可以分析复杂螺栓群在应力作用下的极限抗力,从而可以节省时间。算,提高了计算的准确性。实际设计和生产中,除了极限强度分析之外,螺栓强度分析还需要疲劳分析。须根据螺栓的加载时间和螺栓的S-N曲线的历史进行分析计算,最后确定螺栓是否满足疲劳强度要求。

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