ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场剖析于一体的大型通用有限元剖析软件。它能与大都CAD软件接口，完成数据的同享和交流，是现代产品规划中的高档CAE东西之一。ANSYS软件剖析核算类型包含结构静力剖析、结构动力学剖析、结构非线性剖析、动力学剖析、热剖析和流体动力学剖析等。其有限元剖析根本过程如图2所示。ANSYS三维有限元剖析仿真多选用CAD建模导入，但详细剖析过程有所不同，如图3所示。

　　选取该表中的最大风速，即Ⅰ类，将50年一遇极限风速70m/s作为极限风载核算模型的极限风速。

　　该上机舱罩是与左下、右下机舱罩及机舱罩背板一起组成新式机舱罩结构主体的重要部分。为完成有限元剖析核算，在研讨上机舱罩在极限风速条件下受力剖析时，可做如下合理简化：左下、右下机舱罩、机舱罩背板及机舱支撑设备视为彻底停止，因而上机舱罩与左下、右下机舱罩及机舱罩背板螺栓联接的法兰面，以及螺栓联接可调支撑设备邻近方位可以为全束缚;考虑到风力发电机组实践运转中的受风面积和气流状况，只要在极限风速条件下，当风力发电机组彻底处于停机并无法主动偏航对风时，极限风速方向刚好垂直于机舱罩单侧受风面，此刻机舱罩单侧所受的风力载荷可以为是机舱罩极限风速条件下的极限受力状况，如图1所示。

　　依据上述形变位移和四种强度理论剖析仿真成果可知：上机舱罩简化模型全体刚度较好，最大形变位移仅为21.419mm，而按四种强度理论得到的应力散布都较均匀，得到最大应力值依次为28.857MPa、13.216MPa、-28.173MPa和32.999MPa，均远远小于机舱罩玻璃钢资料的最低答应拉伸强度95MPa(手糊工艺)。一起该机舱罩有限元核算模型现已简化了一切加强筋和法兰面，使其核算强度和刚度比实践下降30%～50%;因而，实践上机舱罩结构强度远远满意极限风速条件下规划要求。该种简化复合资料有限元模型，采纳保存校核核算的三维有限元剖析仿真办法，对研讨在极限风速条件下，大型兆瓦级风力发电机机舱罩的强度和结构规划具有重要参阅含义。

　　依据上述办法，可得到依据ANSYS的大型兆瓦级风电机组机舱罩受极限风载时，形变位移和应力剖析的三维仿线.形变位移剖析仿线所示，该机舱罩最大形变为21.419mm。

　　2.应力剖析三维仿线所示，、图b、图c、图d别离按榜首强度理论(最大拉应力理论)、第二强度理论(最大伸长线应变理论)、第三强度理论(最大剪应力理论)、第四强度理论(形状改动比能理论)得到该机舱罩最大应力核算值，别离为：27.857MPa、13.216MPa、-28.173MPa和32.999MPa。

　　机舱罩运用的是玻璃钢复合资料，其资料特性是各向异性且多层非线性。现在复合资料多选用实体模型抽中面，使用壳单元界说分层资料各向特点进行非线性有限元剖析。本文所剖析的机舱罩复合资料层多达20层，每层资料因为层厚、工艺、试验及资料数据所限，无法完好给出每层各向的拉伸、曲折、紧缩等弹性模量以及主次泊松比。因而，采纳了一种抱负简化的剖析办法：假定复合资料各向同性;已知玻璃钢中90%质料为玻璃纤维和树脂，玻璃纤维弹性模量约为26000MPa，树脂弹性模量约为3200MPa，为保存起见，选取主质料最低弹性模量作为简化资料模型特点，即界说弹性模量为3200MPa;界说玻璃钢泊松比为0.3;选用Solid45单元区分机舱罩有限元模型进行静强度剖析，得到495072个8节点6面体单元，如图7所示。

　　界说上机舱罩有限元模型边界条件：如图8所示，将法兰面A5，A15，A20，A38，A42界说为全束缚。因为ANSYS自身没有一致单位，需自界说，而导入的CAD模型默许长度单位为mm，因而极限风速条件下机舱罩单侧受单位面积极限风载 ，应换算单位为 ，施加到如图9所示的面A11上，然后进行有限元求解核算。

　　依据动量定理和流体伯努利方程可知，极限风速条件下机舱罩单侧受极限风载的核算公式为：

　　其间：P—单位面积实践极限风载 ; —极限风载使用系数(0.8); —单位面积理论极限风载 ;P —规范空气密度 ; —极限风速 。

　　极限风载核算模型来源于三个风力发电机组规划通用规范——IEC 61400-1世界规范、德国GL认证规范和丹麦DS472规范，其间丹麦规范中很多载荷与风速核算规范、IEC规范以及GL规范相似，因而，本文的极限风载核算模型首要参阅IEC规范和GL规范。

　　依据世界电工委员会2007年发布的《风力发电机组——榜首部分安全要求》(IEC61400—1)规范，界说了四个不同的风力发电机组等级，等级越高其对应的风速越低。表给出了每一等级风力发电机组对应的风速参数要求。

　　(1)使用现有Inventor上机舱罩规划模型，为防止模型数据转化中的丢失和犯错，削减核算量，对原三维规划模型进行很多简化，得到了如图4所示的Inventor简化三维模型。

　　该三维简化模型去除了悉数加强筋和一切螺栓联接法兰补强面，简化了一切原先起加强效果的前顶盖、通风罩、后顶盖接口凸台和法兰，其结构强度和刚度会比实践下降30%～50%。

　　(1)经过中心数据格局转化是将三维CAD模型保存为一种通用数据交流格局，如IGEIS、Parasolid等文件格局，这种交流格局也能为CAE和其他CAD软件所读取;该方法使用最为广泛快捷，简直适用于一切CAD和CAE软件，但杂乱三维数据模型导入后，往往会形成部分模型数据丢失和犯错，需在CAE软件中再次修补。

　　(2)经过专门接口软件转化，是经过三维CAD软件和有限元软件供给的专门接口软件装备，完成模型数据的直接转化和读取，该方法导入模型数据完好，无需修补，但只能在彼此供给接口装备的特定CAD和CAE软件之间才干完成，如Pro/ENGINEER—ANSYS软件接口等。

　　着眼于工程使用实践，汲取这两种方法的优势，归纳分步运用这两种数据转化方法以树立机舱罩的三维有限元模型，详细分三步进行。

　　一般ANSYS三维有限元剖析模型不直接在ANSYS中树立，而是经过三维CAD软件建模，再导入ANSYS软件中。在CAD软件中树立的机舱罩三维模型一般不能直接被CAE有限元软件读取，须进行数据转化。现在常用数据转化方法有两种，即经过中心数据格局转化和经过专门接口软件转化，其方法各有好坏。

　　经过有限元剖析能对极限风载下机舱罩结构强度进行有用剖析仿真。本文首要研讨了某新式机舱罩要害部件——上机舱罩在极限风速条件下的受力剖析理论模型，以及ANSYS三维有限元剖析的根本过程，并在此基础上介绍了使用ANSYS软件树立上机舱罩三维有限元模型，设定有限元剖析参数，束缚边界条件，施加外部载荷等详细操作办法，然后构建了一种依据ANSYS的大型兆瓦级风电机组机舱罩受极限风载时的三维有限元剖析仿线)选用通用数据转化方法，将Inventor软件中上机舱罩三维简化模型格局(sjcz.ipt)保存为IGS，通用数据交流格局(sjcz.igs)，再导入Pro/ENGINEER软件中翻开，得到如图5所示的Pro/ENGINEER三维简化模型，因为事前简化了三维模型，该导入不会形成数据丢失和犯错。

　　(3)使用Pro/ENGINEER—ANSYS软件专用数据接口，在ANSYS软件中直接将Pro/ENGINEER三维简化模型导入ANSYS软件中，然后树立起上机舱罩三维有限元剖析模型，如图6所示。