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　　2、机舱罩强度评价办法 (57)摘要 本创造公开了一种风力发电机组机舱罩强 度评价办法， 包含： 对机舱罩体、 金属预埋件以及 与机舱罩体衔接的发电机架、 辅佐支撑架、 避雷 针支架和安全绳挂环树立几许模型； 对机舱罩体 的壳体以及设置在其内的加强筋进行铺层规划； 界说金属预埋件、 发电机架、 辅佐支撑架、 避雷针 支架和安全绳挂环与机舱罩体间的衔接联系； 在 机舱罩体上施加边界条件和载荷进行核算， 选用 相应的失效原则对核算结果进行剖析得到机舱 罩的强度。 本创造的风力发电机组机舱罩强度评 估办法， 对机舱罩体进行铺层规划， 一起还对发 电机架、 辅佐支撑架、 等钢结构部件、 避雷针支架 和安全。

　　3、绳挂环进行建模， 使核算模型更靠近实践 运用环境， 进步了仿真模仿核算的精确度。 权利要求书2页 阐明书5页 附图1页 CN 111709177 A 2020.09.25 CN 111709177 A 1.一种风力发电机组机舱罩强度评价办法， 其特征在于， 包含以下过程： 树立机舱罩的几许模型， 所述机舱罩包含机舱罩体、 设置在所述机舱罩体内的金属预 埋件以及与所述机舱罩体衔接的发电机架、 辅佐支撑架、 避雷针支架和安全绳挂环； 对所述机舱罩体的几许模型进行抽壳操作， 导入有限元剖析软件， 对所述机舱罩体的 几许模型进行网格区分， 界说所述机舱罩体各方位铺层的资料特点和截面特点， 运用有限 元。

　　4、剖析软件的前处理功能对所述机舱罩体的壳体以及设置在其内的加强筋进行铺层规划， 得到所述机舱罩体的有限元模型； 将所述金属预埋件的几许模型导入有限元剖析软件， 对所述金属预埋件的几许模型进 行网格区分， 界说所述金属预埋件的资料特点和单元特点， 得到所述金属预埋件的有限元 模型； 将所述发电机架、 所述辅佐支撑架、 所述避雷针支架和所述安全绳挂环的几许模型导 入有限元剖析软件， 对所述发电机架、 所述辅佐支撑架、 所述避雷针支架和所述安全绳挂环 的几许模型进行网格区分， 界说所述发电机架、 所述辅佐支撑架、 所述避雷针支架和所述安 全绳挂环的资料特点和单元特点， 得到所述发电机架、 所述辅佐支撑。

　　5、架、 所述避雷针支架和 所述安全绳挂环的有限元模型； 将所述金属预埋件与所述机舱罩体间的触摸耦合办法界说为绑定触摸， 将所述发电机 架和所述辅佐支撑架与所述机舱罩体间的弹性支撑衔接界说为绷簧单元， 将所述避雷针支 架和安全绳挂环与所述机舱罩体间的触摸耦合办法界说为刚性衔接， 将所述机舱罩体、 所 述金属预埋件、 所述发电机架、 所述辅佐支撑架、 所述避雷针支架和所述安全绳挂环组装成 一个全体有限元模型； 在所述机舱罩体上施加边界条件和载荷进行核算， 选用相应的失效原则对核算结果进 行剖析得到所述机舱罩的强度。 2.依据权利要求1所述的风力发电机组机舱罩强度评价办法， 其特征在于， 所述壳体和所。

　　6、述加强筋选用壳单元模仿； 所述金属预埋件、 所述发电机架和所述辅佐支撑架选用实体单元模仿； 所述避雷针支架和所述安全绳挂环选用mass单元模仿。 3.依据权利要求2所述的风力发电机组机舱罩强度评价办法， 其特征在于， 将所述发电机架、 所述辅佐支撑架的有限元模型凝集成一个超单元。 4.依据权利要求3所述的风力发电机组机舱罩强度评价办法， 其特征在于， 对所述超单元与底座的对应接口方位进行固定束缚。 5.依据权利要求3所述的风力发电机组机舱罩强度评价办法， 其特征在于， 所述绷簧单元选用combin40单元。 6.依据权利要求4所述的风力发电机组机舱罩强度评价办法， 其特征在于， 将所述避雷针支。

　　7、架和安全绳挂环与所述机舱罩体间的刚性衔接经过刚性梁单元进行 模化。 7.依据权利要求6所述的风力发电机组机舱罩强度评价办法， 其特征在于， 对所述机舱罩体施加的载荷包含重力载荷、 风载荷、 雪载荷、 活载荷及下跌载荷。 8.依据权利要求7所述的风力发电机组机舱罩强度评价办法， 其特征在于， 选用最大拉压应变原则和最大变形量状况机对所述机舱罩体的强度进行评价； 权利要求书 1/2 页 2 CN 111709177 A 2 依据结构钢屈从强度原则对钢部件的强度进行评价。 9.依据权利要求8所述的风力发电机组机舱罩强度评价办法， 其特征在于， 经过所述超单元对所述机舱罩体进行强度评价后， 对所述超单。

　　8、元进行扩展， 对所述超 单元内的所述发电机架及所述辅佐支撑架的结构进行强度评价。 10.依据权利要求1所述的风力发电机组机舱罩强度评价办法， 其特征在于， 在对所述机舱罩体、 所述金属预埋件、 所述发电机架、 所述辅佐支撑架、 所述避雷针支 架和所述安全绳挂环的几许模型进行网格区分前， 还对所述机舱罩体、 所述金属预埋件、 所 述发电机架、 所述辅佐支撑架、 所述避雷针支架和所述安全绳挂环的几许模型进行模型简 化。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111709177 A 3 风力发电机组机舱罩强度评价办法 技能领域 0001 本创造触及一种风力发电机组机舱罩强度评价办法。 布景技能 0002。

　　9、 跟着全球动力问题的日益突出， 环境污染问题日益严重， 风能作为清洁无污染的 可再生动力， 越来越遭到国家和政府部门的注重， 其支撑力度越来越大。 0003 跟着平价上网的节点行将到来， 市场竞争益发剧烈， 各家主机厂家对风电机组的 本钱益发重视。 机舱罩作为风电机组的首要部件， 肩负着维护运维人员安全的重要作用， 其 结构强度精确性、 可靠性直接影响到机舱罩的本钱和功能， 因而合理、 适宜的机舱罩核算方 法至关重要。 0004 但是相较于其它风力发电机零部件， 国内企业和组织对机舱罩结构剖析相关研讨 较少。 现有的机舱罩强度评价办法， 建模过于简略， 与实践运用状况不相符， 不能精确反映 机。

　　10、舱罩受力状况。 创造内容 0005 为处理现有技能的缺乏， 本创造供给了一种能够处理上述问题的风力发电机组机 舱罩强度评价办法。 0006 为了完成上述方针， 本创造选用如下的技能计划： 一种风力发电机组机舱罩强度评价办法， 包含以下过程： 树立机舱罩的几许模型， 机舱罩包含机舱罩体、 设置在机舱罩体内的金属预埋件以及 与机舱罩体衔接的发电机架、 辅佐支撑架、 避雷针支架和安全绳挂环； 对机舱罩体的几许模型进行抽壳操作， 导入有限元剖析软件， 对机舱罩体的几许模型 进行网格区分， 界说机舱罩体各方位铺层的资料特点和截面特点， 运用有限元剖析软件的 前处理功能对机舱罩体的壳体以及设置在其内的加强。

　　11、筋进行铺层规划， 得到机舱罩体的有 限元模型； 将金属预埋件的几许模型导入有限元剖析软件， 对金属预埋件的几许模型进行网格划 分， 界说金属预埋件的资料特点和单元特点， 得到金属预埋件的有限元模型； 将发电机架、 辅佐支撑架、 避雷针支架和安全绳挂环的几许模型导入有限元剖析软件， 对发电机架、 辅佐支撑架、 避雷针支架和安全绳挂环的几许模型进行网格区分， 界说发电机 架、 辅佐支撑架、 避雷针支架和安全绳挂环的资料特点和单元特点， 得到发电机架、 辅佐支 撑架、 避雷针支架和安全绳挂环的有限元模型； 将金属预埋件与机舱罩体间的触摸耦合办法界说为绑定触摸， 将发电机架和辅佐支撑 架与机舱罩体间的。

　　12、弹性支撑衔接界说为绷簧单元， 将避雷针支架和安全绳挂环与机舱罩体 间的触摸耦合办法界说为刚性衔接， 将机舱罩体、 金属预埋件、 发电机架、 辅佐支撑架、 避雷 针支架和安全绳挂环组装成一个全体有限元模型； 在机舱罩体上施加边界条件和载荷进行核算， 选用相应的失效原则对核算结果进行分 阐明书 1/5 页 4 CN 111709177 A 4 析得到机舱罩的强度。 0007 进一步地， ， 壳体和加强筋选用壳单元模仿； 金属预埋件、 发电机架和辅佐支撑架选用实体单元模仿； 避雷针支架和安全绳挂环选用mass单元模仿。 0008 进一步地， 将发电机架、 辅佐支撑架的有限元模型凝集成一个超单元。 0。

　　13、009 进一步地， 对超单元与底座的对应接口方位进行固定束缚。 0010 进一步地， 绷簧单元选用combin40单元。 0011 进一步地， 将避雷针支架和安全绳挂环与机舱罩体间的刚性衔接经过刚性梁单元 进行模化。 0012 进一步地， 对机舱罩体施加的载荷包含重力载荷、 风载荷、 雪载荷、 活载荷及下跌 载荷。 0013 进一步地， 选用最大拉压应变原则和最大变形量状况机对机舱罩体的强度进行评 估； 依据结构钢屈从强度原则对钢部件的强度进行评价。 0014 进一步地， 经过超单元对机舱罩体进行强度评价后， 对超单元进行扩展， 对超单元 内的发电机架及辅佐支撑架的结构进行强度评价。 0015。

　　14、 进一步地， 在对机舱罩体、 金属预埋件、 发电机架、 辅佐支撑架、 避雷针支架和安全 绳挂环的几许模型进行网格区分前， 还对机舱罩体、 金属预埋件、 发电机架、 辅佐支撑架、 避 雷针支架和安全绳挂环的几许模型进行模型简化。 0016 本创造的有利之处在于供给的风力发电机组机舱罩强度评价办法， 对机舱罩体进 行铺层规划， 一起还对发电机架、 辅佐支撑架、 等钢结构部件、 避雷针支架和安全绳挂环进 行建模， 使核算模型更靠近实践运用环境， 进步了仿线 本创造的有利之处还在于供给的风力发电机组机舱罩强度评价办法， 将发电机架 和辅佐支撑架凝集为超单元， 进步了仿线、核算的功率。 附图阐明 0018 图1是本创造的风力发电机组机舱罩的示意图； 图2是本创造的风力发电机组机舱罩内部的发电机架和辅佐支撑架的示意图。 详细施行办法 0019 以下结合附图和详细施行例对本创造作详细的介绍。 0020 本创造供给一种风力发电机组机舱罩强度评价办法， 包含以下过程： S1:树立机舱 罩的几许模型， 机舱罩包含机舱罩体、 设置在机舱罩体内的金属预埋件以及与机舱罩体连 接的发电机架、 辅佐支撑架、 避雷针支架和安全绳挂环。 S2:对机舱罩体的几许模型进行抽 壳操作， 导入有限元剖析软件， 对机舱罩体的几许模型进行网格区分， 界说机舱罩体各方位 铺层的资料特点和截面特点， 。

　　16、运用有限元剖析软件的前处理功能对机舱罩体的壳体以及设 置在其内的加强筋进行铺层规划， 得到机舱罩体的有限元模型。 S3:将金属预埋件的几许模 型导入有限元剖析软件， 对金属预埋件的几许模型进行网格区分， 界说金属预埋件的资料 特点和单元特点， 得到金属预埋件的有限元模型。 S4:将发电机架、 辅佐支撑架、 避雷针支架 阐明书 2/5 页 5 CN 111709177 A 5 和安全绳挂环的几许模型导入有限元剖析软件， 对发电机架、 辅佐支撑架、 避雷针支架和安 全绳挂环的几许模型进行网格区分， 界说发电机架、 辅佐支撑架、 避雷针支架和安全绳挂环 的资料特点和单元特点， 得到发电机架、 辅佐支。

　　17、撑架、 避雷针支架和安全绳挂环的有限元模 型。 S5:将金属预埋件与机舱罩体间的触摸耦合办法界说为绑定触摸， 将发电机架和辅佐支 撑架与机舱罩体间的弹性支撑衔接界说为绷簧单元， 将避雷针支架和安全绳挂环与机舱罩 体间的触摸耦合办法界说为刚性衔接， 将机舱罩体、 金属预埋件、 发电机架、 辅佐支撑架、 避 雷针支架和安全绳挂环组装成一个全体有限元模型。 S6:在机舱罩体上施加边界条件和载 荷进行核算， 选用相应的失效原则对核算结果进行剖析得到机舱罩的强度。 以下详细介绍 上述过程。 0021 关于过程S1:树立机舱罩的几许模型， 机舱罩包含机舱罩体、 设置在机舱罩体内的 金属预埋件以及与机舱罩体。

　　18、衔接的发电机架、 辅佐支撑架、 避雷针支架和安全绳挂环。 0022 如图1和图2所示， 机舱罩的示意图， 机舱罩包含机舱罩体10、 金属预埋件以及与机 舱罩体10衔接的发电机架12、 辅佐支撑架13、 避雷针支架14和安全绳挂环15。 机舱罩体10包 含壳体11和设置在壳体11内的加强筋。 金属预埋件设置在壳体11内用于装置其他部件。 发 电机架12和辅佐支撑架13装置至壳体11的内部。 发电机架12用于装置固定发电机， 辅佐支 撑架13衔接至壳体11和发电机架12之间， 对壳体11起支撑加固作用。 避雷针支架14和安全 绳挂环15设置在壳体11的外部。 发电机架12和辅佐支撑架13固定在风机。

　　19、的底座上。 在本发 明中， 金属预埋件以及与机舱罩体10衔接的发电机架12、 辅佐支撑架13、 避雷针支架14和安 全绳挂环15为钢结构。 机舱罩体10包含壳体11和设置在壳体11内的加强筋， 为复合资料玻 璃钢。 首要运用三维软件树立机舱罩的几许模型。 0023 关于过程S2:对机舱罩体的几许模型进行抽壳操作， 导入有限元剖析软件， 对机舱 罩体的几许模型进行网格区分， 界说机舱罩体各方位铺层的资料特点和截面特点， 运用有 限元剖析软件的前处理功能对机舱罩体的壳体以及设置在其内的加强筋进行铺层规划， 得 到机舱罩体的有限元模型。 0024 对机舱罩体10的几许模型进行抽壳操作， 导入到有限元。

　　20、剖析软件。 在本创造中， 有 限元剖析软件为ANSYS workbench软件。 经过有限元剖析软件对机舱罩体10的几许模型进 行网格划。 因为机舱罩体10为复合资料构成， 运用有限元剖析软件界说机舱罩体10各方位 铺层的资料特点和截面特点， 再对机舱罩体10的壳体11以及设置在其内的加强筋进行铺层 规划， 得到机舱罩体10的有限元模型。 在本创造中， 壳体11和加强筋选用壳单元模仿。 0025 优选的， 还经过有限元剖析软件对导入其间的机舱罩体10的几许模型进行模型简 化。 0026 关于过程S3:将金属预埋件的几许模型导入有限元剖析软件， 对金属预埋件的几 何模型进行网格区分， 界说金属预。

　　21、埋件的资料特点和单元特点， 得到金属预埋件的有限元 模型。 0027 将金属预埋件的几许模型导入有限元剖析软件， 经过有限元剖析软件对金属预埋 件的几许模型进行网格区分， 界说金属预埋件的资料特点和单元特点， 得到金属预埋件的 有限元模型。 金属预埋件选用实体单元模仿。 相同的， 作为优选的施行办法， 还经过有限元 剖析软件对金属预埋件的几许模型进行模型简化。 0028 关于过程S4:将发电机架、 辅佐支撑架、 避雷针支架和安全绳挂环的几许模型导入 阐明书 3/5 页 6 CN 111709177 A 6 有限元剖析软件， 对发电机架、 辅佐支撑架、 避雷针支架和安全绳挂环的几许模型进行网格 。

　　22、区分， 界说发电机架、 辅佐支撑架、 避雷针支架和安全绳挂环的资料特点和单元特点， 得到 发电机架、 辅佐支撑架、 避雷针支架和安全绳挂环的有限元模型。 0029 与过程S3相似的， 将发电机架12、 辅佐支撑架13、 避雷针支架14和安全绳挂环15的 几许模型导入有限元剖析软件， 经过有限元剖析软件对发电机架12、 辅佐支撑架13、 避雷针 支架14和安全绳挂环15的几许模型进行网格区分， 界说发电机架12、 辅佐支撑架13、 避雷针 支架14和安全绳挂环15的资料特点和单元特点， 得到发电机架12、 辅佐支撑架13、 避雷针支 架14和安全绳挂环15的有限元模型。 其间， 发电机架12和辅。

　　23、助支撑架13选用实体单元模仿。 避雷针支架14和安全绳挂环15选用mass单元模仿。 0030 相同的， 作为优选的施行办法， 还经过有限元剖析软件对发电机架12、 辅佐支撑架 13、 避雷针支架14和安全绳挂环15的几许模型进行模型简化。 0031 关于过程S5:将金属预埋件与机舱罩体间的触摸耦合办法界说为绑定触摸， 将发 电机架和辅佐支撑架与机舱罩体间弹性支撑衔接界说为绷簧单元， 将避雷针支架和安全绳 挂环与机舱罩体间的触摸耦合办法界说为刚性衔接， 将机舱罩体、 金属预埋件、 发电机架、 辅佐支撑架、 避雷针支架和安全绳挂环组装成一个全体有限元模型。 0032 详细的， 界说以上各部件的连。

　　24、接联系。 其间， 将金属预埋件与机舱罩体10间的触摸 耦合办法界说为绑定触摸， 将发电机架12和辅佐支撑架13与机舱罩体10间的弹性支撑衔接 界说为绷簧单元， 将避雷针支架14和安全绳挂环15与机舱罩体10间的触摸耦合办法界说为 刚性衔接。 以此， 组装成一个全体有限元模型。 0033 作为一种优选的施行办法， 将发电机架12、 辅佐支撑架13的有限元模型压缩成一 个超单元。 超单元与机舱罩体10的触摸耦合办法界说为弹性支撑。 0034 将发电机架12、 辅佐支撑架13的有限元模型凝集成一个超单元， 在进行强度核算 时， 将发电机架12、 辅佐支撑架13作为一个完好的全体， 减小仿线、进步仿线是固定在风机的底座上的， 因而， 在进行强度计 算时， 对超单元与底座衔接的接口方位进行固定束缚。 0036 作为一种优选的施行办法， 将超单元与机舱罩体10之间的弹性支撑经过绷簧单元 进行模化。 在本创造中， 绷簧单元为Combin40单元。 0037 作为一种优选的施行办法， 将避雷针支架14和安全绳挂环15与机舱罩体10间的刚 性衔接经过刚性梁单元进行模化。 0038 关于过程S6:在机舱罩体上施加边界条件和载荷进行核算， 选用相应的失效原则 对核算结果进行剖析得到机舱罩的强度。 0039 对机舱罩体10施加的载荷包含重力载荷、 。

　　26、风载荷、 雪载荷、 活载荷及下跌载荷。 0040 重力载荷： 施加重力加速度， 重力加速度安全系数取值1.35， 别的考虑资料安全系 数1.05， 整体安全系数取值1.4175。 在下述各个工况下均需考虑重力载荷。 0041 雪载荷： 依据建筑结构荷载标准要求， 依据省份不同施加50年一遇的雪载荷。 0042 活载荷： 对机舱罩体10标准中规则的可行走区域施加标准中要求的外表加载， 并 考虑1.5倍安全系数。 别的在规则区域内选取几个人可站立的20cm20cm区域施加1.5kN的 集中力， 载荷安全系数为1.5。 0043 风载荷： 依据GL标准要求， 核算机舱罩各个方向遭到的风压巨细， 并考。

　　27、虑三种工 阐明书 4/5 页 7 CN 111709177 A 7 况： DLC6 .1： 50年一遇阵风， 气流方向在前方15 扇区范围内， 载荷安全系数F1 .35。 DLC6 .2： 50年一遇阵风， 气流方向在所有方向， 载荷安全系数F1 .1， 电网毛病且 偏航驱动无能量缓冲。 0044 DLC7 .1： 1年一遇阵风， 气流方向在所有方向， 载荷安全系数F1 .1， 电网毛病 且偏航驱动有能量缓冲。 0045 下跌载荷： 依据GL标准要求， 安全座方位加载各个方向的力， 其巨细为20kn。 0046 进一步地， 选用最大拉压应变原则和最大变形量状况机对机舱罩体10的强度进行 评价。。

　　28、 即规划压应变为0.25%， 最大拉应变为0.35%， 曲折挠度不大于最大跨度1/200。 依据结 构钢屈从强度原则对预埋件的强度进行评价。 0047 运用超单元对机舱罩进行强度评价后， 对超单元进行扩展， 对超单元内的发电机 架12及辅佐支撑架13的结构进行强度核算。 依据结构钢屈从强度原则进行强度评价。 0048 以上显现和描绘了本创造的基本原理、 首要特征和长处。 本行业的技能人员应该 了解， 上述施行例不以任何办法约束本创造， 凡选用同等替换或等效改换的办法所取得的 技能计划， 均落在本创造的维护范围内。 阐明书 5/5 页 8 CN 111709177 A 8 图1 图2 阐明书附图 1/1 页 9 CN 111709177 A 9 。