850kW风力发电机轮毂有限元分析

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大型风力发电机组轮毂强度分析

在寿命２０年的运行过程中，轮毂的失效形式有两种类型：）限工况下，在应力集中区域的材料１极
塑性变形或破坏；）随机载荷作用下的疲劳破坏。２
本文以ＧＬ规范为标准，利用有限元方法对轮毂强度进行分析计算，为风机安全运行提供技术支持。
为轮毂结构优化奠定基础。
关键词：风力发电机组；轮毂；强度；有限元；Ｓ曲线－Ｎ
中图分类号：Ｔ１３Ｍ３５文献标识码：ＡＨ，Ｔ１２
Ｄｏｉ１３６ｌＪｉｓ１０－０４２１８下）．６：９ｃ．ｓｎ．９１．０（０．／０３２．３
大型风力发电机组轮毂强度分析
Ｔｈｅｓｒｔｅｎｇｈａｎａｌｉｂ —ｒｌｇｅｗｉｕｒｎｔｙｓｓｏｆｈｕｌａｒｎｄｔｂｉｅｓ
范光良，麦云飞，陈俞廷
Ｆｕｎ－ａｇ，ＡＮＧａｇｌｎＭＡｌｎｆｊＣＨＥ．ｉｇｉＹｕ — ．ｅＮＹｕｔｎ
球形体和相贯三圆柱组成。轮毂采用材料ＱＴ５ — ３０
２ＡＬ铸造而成。对其进行强度分析时采用ＧＬ规２范中的叶根载荷坐标系 Ⅲ，如图２所示。
和主轴），实现柔性加载，使轮毂载荷施加部位不
至于刚度过大，并且对变桨轴承等假体做了近似
其中：Ｂ沿径向叶片变桨轴，ＸＢ垂直于ＺＺＢ，对于上风向机组而言指向塔架，Ｙ垂直于叶片轴Ｂ和主轴，右旋坐标系原点，每个叶片根部位置。

风力发电机组轮毂极限强度的有限元分析

１绪论１．１课题研究背景经济发展过程中，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ我国作为世界上人口最多的发展中
国家，能源消耗量不断增加，传统化石能源无以为继，面临的能源开发利用的资源约束越来越多，环境压力也越来越大。如今，生态环境承载能力弱、资源相对紧张。传统能源利用导致的环境问题越来越严重，以及全国范围内的雾霾天气都在提醒我们要努力做到全面、协调、可持续发展，以符合当今国情。在众多的可再生能源中，风能以其巨大的优越性和发展潜力受到人们的瞩目。１．２轮毂在大型风力发电机组的重要性在大型风力发电机组中，轮毂是核心构件，其不仅承担着与驱动连的链接，而且将叶片所受的风载荷通过主轴图１轮毂简化后几何模型图２轮毂极限强度应力分布图传递给齿轮箱，承担着风力发电机组容量增大而带来的更大的负荷。它需要有足够的强度和刚度，以保证机组在各用单元类型为二次十节点四面体单元ｓｏｌｉｄ１８７。种工况下能正常运行。由此可看出轮毂在风力发电机组的设计和制造在分网前处理模型，将轮毂与叶片连接处的根部加密，在所要切割过程中的重要性。部位做工作平面坐标，利用坐标系的ＸＹ平面切分轮毂模型。在不需要２轮毂的强度校核计算加密的部分，可选择一个较大的尺寸来划分网格，在轮毂的厚度方向上２１轮毂模型介绍至少保持３＿５个单元以上。在加密处，单元尺寸要以小的圆角或易出现轮毂模型结构见图１应力集中部位保证３个单元。此机组风轮由三片叶片对称安装在轮毂上构成，叶片间的夹角为２．５轮毂计算的边界条件１２０￣。利用ＣＡＤ绘图软件Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ，绘制了轮毂的三维实体几何简化轮毂的计算边界条件是模拟轮毂在静态环境下，风载荷通过叶片模型。在保证计算精度的前提下，由于小的孔类、圆角及小凸台类结构传递给轮毂，而在Ａｎｓｙｓ中，在叶根中心处分别建立节点与叶片的端部对计算结果影响很小并且不是关键部位，已经略去。叶片产生的气动载做接触，此处为刚性接触。由Ｂｌａｄｅｄ软件计算出的此计组的极限工况载荷以及由于风轮旋转和机舱对风轮转动引起的离心力、惯陛力和重力荷分别施加在这三个节点处。在三个节点处要分别建立局部坐标系以通过三片叶片连接点传递到轮毂上，这些载荷和轮毂自身的重力构成叶片方向为Ｚ轴，主轴的方向为ｘ轴，由右手定则确定Ｙ轴。了轮毂载荷。最终，轮毂简化后的几何模型如图１所示。２．６极限强度计算按照轮毂传力关系，我们应在Ａｎｓｙｓ中建立出叶片和主轴。叶片与根据轮毂的实际安装情况，轮毂所受的力通过主轴传递给齿轮箱，主轴的接触方式我们可有两种选择，一种是以共节点的方法视轮毂、主主轴端部施加全约束。将各载荷施加在叶根中心节点上。计算采用极限轴和叶片为一体，此种方法的优点是计算精度高，网格较为匹配。第二工况２Ｍｙ－ｍｉｎ，１Ｍｘ：－４４３，１Ｍｙ：－－４２８，１Ｍｚ：６１６，１Ｆｘ：一３．５，１Ｆｙ：３２，１Ｆｚ：种方法是利用接触即Ａｎｓｙｓ中的ｃｏｎｔａｃｔ，此种方法的优点是，不用考虑３５８，２Ｍｘ：－１４７７，２Ｍｙ：＿＿４６１５，２Ｍｚ：一２９，２Ｆｘ：一１９３，２Ｆｙ：６４，２Ｆｚ：网格之间的匹配关系，划分网格较为容易，但轮毂网格已经进行加密，２３０，３Ｍｘ：９２１，３Ｍｙ：２０９，３Ｍｚ：１．５，３Ｆｘ：１２，３Ｆｙ：一８８，３Ｆ而叶片处不是计算所关的部位，网格的划分较为粗糙，接触时易发生ｚ：３４９。单位为ＫＮ和ＫＮｍ穿透现象，避免此现象的发生需要不断调节叶片的网格。在本次计算２．７计算结果根据工况载荷的计算，得出轮毂的Ｖ．Ｍｉｓｅｓ应力为１９５Ｍｐａ，应力最中，我们所采用的方法为第一种。２２材料介绍大位置为轮毂叶根处。最大变形量为４．８７ｍｍ。在有限元分析计算中，结构静强度分析主要考虑的是材料的弹性根据Ｖ．Ｍｉｓｅｓ应力塑形材料标准，安全系数取１．１。轮毂材料的屈服模量和泊松比。本文采用的轮毂为铸件结构，其材料为球墨铸铁厦力力：Ｒ０２２４０Ｎ／ｍｍＱＴ４００－１８ＡＬ，具有良好的低温冲击韧性，铸造性能好，耐磨、耐热、耐腐寸蚀陛菠好；成本低等。其杨氏模量为１．７３Ｅ＋１１Ｎ／ｍ２，泊松比是０．３，抗拉强Ｏ＇２１８Ｎ｜ｍｍ２度３．９Ｅ＋８Ｐａ，屈服强度２．５Ｅ＋８Ｐａ，在风力发电机组中大部分铸件都采用此材料。主轴采用的材料为４２ＣｒＭｏ，其是合金结构钢，有很高的静力强经计算得出轮毂最大Ｖ．Ｍｉｓｅｓ应力为：￣，＝１９５Ｍｐａ。极限强度利用度、冲击韧性及较高的疲劳极限。叶片的材料为高强玻璃钢，在本次分水平的验证：ｍ２析中视为各相同性材料，此材料质轻、高强、耐腐蚀等优良性能。主轴和Ｏ＇ｍ５Ｎ／ｍ１９口：一 “一 — 一— — — — — — — — — — — — 一：０．８Ｏ９＜＼１叶片的杨氏模量为２．０６Ｅ＋１１Ｎ／ｍｚ，泊松比是３。在本文中都采用国际单Ｏ＇２１８Ｎ｜ｍｍ一ｚｕｉ位制。此轮毂在此极限工况下极限强度合格。结果云图如图２２Ｉ３分析采用的坐标系参考文献坐标系引用ＧＬ规范第四章中，轮毂坐标系，轮毂迎风方向为ｘ正方向，ｚ为塔架竖直向上的方向为正。［１］中国船级社风力发电机组规范．２．４轮毂有限元网格的划分［２］成大先主编．机械设计手册涕５版．北京：化学工业出版社，２０ｏ７．作为有限元仿真分析，模型的网格划分质量直接影响着后续分析［３］美国ＡＮＳＹＳ公司北京办事￣ＡＮＳＹＳ非线性分析指南，１９９８．４］哈尔滨工业大学理论力学教研室编．理论力学．第６版．北京：高等教育结构的准确程度。在本次分析中，轮毂采用的是三维实体单元，由于轮［ｌｆ５．毂与叶片连接处圆角及相贯特征较多，易出现应力集中现象，应在这个出部位进行网格加密。在单元的阶次上采用二次单元。所以，此次分析采

风力发电机组轮毂的抗风能力分析与仿真

风力发电机组轮毂的抗风能力分析与仿真风力发电机组作为一种可再生能源的重要代表，在近年来得到了广泛的应用和发展。

而轮毂作为风力发电机组的重要组成部分，其抗风能力直接影响了整个风力发电系统的性能和安全运行。

因此，对风力发电机组轮毂的抗风能力进行分析和仿真是非常必要的。

一、轮毂抗风能力分析风力发电机组轮毂作为支撑叶片的主要承载部件，承受着来自风力的巨大力量。

在设计风力发电机组轮毂时，需要考虑多种因素，如风载荷、旋转惯性力、叶片重力等。

其中，风载荷是对轮毂抗风能力的主要考量因素。

当风力作用于风力发电机组轮毂时，会产生一个复杂的力学响应。

轮毂的结构设计和材料选择将直接影响其抗风能力。

通过有限元分析等方法，可以对轮毂在不同工况下的应力、应变等进行计算和分析，从而评估其抗风能力是否满足设计要求。

二、轮毂抗风能力仿真为了更准确地评估风力发电机组轮毂的抗风能力，可以利用仿真软件对轮毂在风载荷下的工作状态进行模拟。

通过建立轮毂的有限元模型，设定相应的加载条件和约束条件，进行静态和动态分析，得到轮毂在各种工况下的受力情况。

利用仿真软件进行抗风能力仿真可以大大节约时间和成本，避免了传统试验方法的繁琐和耗时。

同时，仿真可以较为准确地预测轮毂在各种风速和风向下的受力情况，为设计提供重要参考。

三、结论风力发电机组轮毂的抗风能力分析与仿真是保证风力发电系统安全运行的重要工作。

通过分析轮毂在风载荷下的受力情况，设计合理的结构和材料，可以提高轮毂的抗风能力，延长其使用寿命。

同时，利用仿真软件进行抗风能力仿真可以更准确地评估轮毂的受力情况，为设计提供可靠的依据。

风力发电机组轮毂的抗风能力分析与仿真工作还有待不断改进和完善，以满足风力发电行业发展的需求。

850KW风力发电机机舱底座的有限元分析

Ｋｅｒｓ：ｒ —ｇｎｒｔｒ；ｙｗｏｄＡｅｏｅｅａｏＴｈｅｂｄｆａｅ；ｅｒｍＡＮＳＹＳ；ｎｔｌｍｅｔＦｉｉｅｅｅｎ
ｕ・。．．・・０・（・（・０ ● ‘ ‘ ・・・・）・）・）００（）ｏｏ））０００ｏ００（（（・ｏ ● ● ● ．．・・・・・・・・・ ● ．（．・・ ‘ ・・・・・ ‘ ．）．・０ ‘ ・・ｏ・ ●０・。・・・ ● ・・・）・・０００（）０００ｏ０００００００）０ｏｏ０００ ◇ ０００（００００００ｏｏｏｏｏ０（ ◇ ０
度，以保持部件间的相对位置。
（）２材料参数：材料选用Ｑ４Ｂ弹性模量Ｅ２０Ｐ，３５，＝０Ｇａ泊松
其中定义上述材料属性。
来自电机、齿轮箱和刹车的反作用载荷，因此它必须有足够的刚比＝・，００密度＝８０３７０。单击主菜单前处理下的材料属性命令并在ＡｓｓＮＹ软件是融结构、传热学、、流体电磁、声学分析于一体的（）３网格划分：网格自由划分的方法，采取兼顾网格划分精度
中图分类号：Ｈ１，Ｍ３１文献标识码：Ｔ２Ｔ５Ａ
１日吉１言Ｉ舌Ｊ
齿轮箱、发电机、偏航轴承等部件的重要结构件。对８０ｗ风力５Ｋ
Hale Waihona Puke 耿＊取’ ’型叫ｕＪ目舱的ｕ降角、螺模型的１述’ 进行分析，州板。阡ｌ用、烁刃例’ 机似。保留休侧为了低圆用、四倒角、

风力发电机轮毂的有限元分析

目前，已经有很多风力发电机组相继投入使用，但是由于风力发电机桩基容量日益增大，这在一定程度上导致机组所能够承受负荷情况越来越复杂。

由于轮毂作为风力发电机的一个重要组成部分，在发电机中起到至关重要的作用，轮毂的质量好坏将在一定程度上直接影响机组使用寿命。

因此，开展对于轮毂的静态分析和疲劳计算是十分有必要的。

本文将使用有限元建模理论，对风力发电机相关内容进行分析。

1　风力发电机轮毂的载荷情况计算对于风力发电机中的轮毂进行载荷数据计算，一般采用的是叶素动量法。

叶素动量法能够将动量理论和叶素理论两者进行融合，同时将有关叶尖损失、叶栅效应以及间隙修正等相关的影响因素考虑在内，这种方式能够较为精准地计算出风轮转子的相关性能。

另外，这种方式还能够将风剪、偏航以及风轮结构参数等相关因素考虑在内。

在具体计算过程中，我们通过使用上文提到的叶素动量理论，在计算过程中考虑到相关叶尖和轮毂的损失F ；结合风力机实际的工作结构参数，将B 作为桨叶数量；c 作为截面的弦长，由此可以得出速度诱导因子求解的公式，如式（1）所示。

c z z B C Hαφ=+（1）由此可以计算出在某种运动状况写叶轮等效到轮毂的具体极限载荷数据情况，如表1所示。

表1　轮毂极限等效载荷数据FX/NFY/N FZ/N MY/N·M MZ/N·M -610025300-220009800046600002　风力发电机轮毂的有限强度分析通过使用专业CAD 软件Proe 能够辅助建立轮毂的3D 模型，再通过使用有限元软件能够对轮毂进行网格划分，帮助建立分析模型；最后通过MSC.nastran 计算轮毂静强度结果。

通过相关计算分析，得到做大应力达到69.3MPa ，这就表明轮毂已经具有足够强度，滚局相关应力云图中能够发现轮毂受力一般小于铸铁QT400的许用应力181.8MPa ；秉着这一强度，呈现出的储备也相对较大。

因此，这一种还具备一定优化潜力，能够进一步优化升级。

风力发电机组轮毂极限强度的有限元分析

风力发电机组轮毂极限强度的有限元分析文章是基于有限元理论，对兆瓦级风力发电机组的轮毂进行强度及疲劳计算。

轮毂是风力发电机中的重要组成部分，铸造而成，是将机械能转换为电能的核心部件，其形状复杂，轮毂的设计质量会直接影响到整个机组的正常运行及使用寿命，在其受复杂风载荷的作用下，其强度和疲劳耐久性成为此行业关注的焦点。

此分析利用大型有限元分析软件Ansys对轮毂模型分析。

模型中包含轮毂、主轴及叶片，从轮毂的应力分布情况，从中找出最危险的部位，为轮毂的设计提供可靠依据。

标签：风力发电机；轮毂；有限元分析；极限强度1 绪论1.1 课题研究背景经济发展过程中，我国作为世界上人口最多的发展中国家，能源消耗量不断增加，传统化石能源无以为继，面临的能源开发利用的资源约束越来越多，环境压力也越来越大。

如今，生态环境承载能力弱、资源相对紧张。

传统能源利用导致的环境问题越来越严重，以及全国范围内的雾霾天气都在提醒我们要努力做到全面、协调、可持续发展，以符合当今国情。

在众多的可再生能源中，风能以其巨大的优越性和发展潜力受到人们的瞩目。

1.2 轮毂在大型风力发电机组的重要性在大型风力发电机组中，轮毂是核心构件，其不仅承担着与驱动连的链接，而且将叶片所受的风载荷通过主轴传递给齿轮箱，承担着风力发电机组容量增大而带来的更大的负荷。

它需要有足够的强度和刚度，以保证机组在各种工况下能正常运行。

由此可看出轮毂在风力发电机组的设计和制造过程中的重要性。

2 轮毂的强度校核计算2.1 轮毂模型介绍轮毂模型结构见图1此机组风轮由三片叶片对称安装在轮毂上构成，叶片间的夹角为120°。

利用CAD绘图软件Solidworks，绘制了轮毂的三维实体几何简化模型。

在保证计算精度的前提下，由于小的孔类、圆角及小凸台类结构对计算结果影响很小并且不是关键部位，已经略去。

叶片产生的气动载荷以及由于风轮旋转和机舱对风轮转动引起的离心力、惯性力和重力通过三片叶片连接点传递到轮毂上，这些载荷和轮毂自身的重力构成了轮毂载荷。

风力发电机组轮毂设计及有限元分析

摘要轮毂是风力发电机中连接主轴和叶片的关键部件,承担抵抗风载、传递转矩的作用，对轮毂进行精确的强度分析尤为重要。

采用联合分析的方法，利用UG软件和ANSYS有限元分析软件对风力发电机轮毂进行了强度计算和受力分析。

通过UG软件作出轮毂的模型图，根据作图的方法和步骤对模型图进行了参数化设计。

并将UG 模型图转化成CATTA格式再导入ANSYS分析软件中进行有限元分析。

分析结果表明：该方法能够比较准确地反映轮毂受力和变形情况，与理论估算相比具有计算精确、轮毂结构布局合理、重量轻、修改方便等优点。

关键词:风力发电机；轮毂；有限元；参数化；网格AbstractHub is a key component linking principal axis with vane in wind turbines , bearing wind load and delivering torsion. Therefore , it is important to analyze accurately strength of the hub. Joint analysis, using UG software, and ANSYS finite element analysis software for wind turbine wheel and the mechanical analysis of the strength calculation. Made through the UG software model of the wheel, according to the method of mapping and the steps carried out on the model of the design parameters. UG model and into a format and then import CATTA analysis software ANSYS finite element analysis carried out. The results show that: the method to more accurately reflect the wheel force and deformation, compared with the theoretical calculation of accurate estimates, a reasonable wheel structure, light weight,convenient modification.The stress distribution of the hub in the SU T21000 wind turbine was calculated using BLADE and AN SYS software. The ultimate loads of the hub were obtained based on IEC standard and an equivalent model was built by multipoint constraint element s and equivalent simplified technology in analysis. The stress of the bolt was also checked. The analysis result s indicate that the hub and bolt s satisfy technical requirements. Experimental results show that the proposed scheme is valid and has the advantages of precisely optimizing structure and light weight compared with theoretical method.Key words : Wind generators; wheel; finite element method; parameter; grid目录引言 (4)第一章风力发电机及轮毂简介 (6)1.1 风力发电机 (6)1.2 轮毂 (8)第二章轮毂的参数化设计 (9)2．1 利用基本特征参数化建模 (9)2．2 利用草图辅助参数化建模 (10)2．3 基于特征定义和UG/OPEN GRIP的参数化建模 (11)2.3.1 UG/OPEN GRIP简介 (11)2.3.2 GRIP程序的开发和执行 (11)2．4 创建几何模型及参数化 (13)第三章有限元分析 (17)3.1 UG模型的导入 (17)3.2 模型的网格划分 (19)3.2.1 有限元网格概述 (19)3.2.2 定义单元属性 (20)3.3 边界条件与载荷 (24)3.3.1 施加载荷力 (24)3.3.2 设置固定端 (25)3.4 结果的分析 (26)结论 (28)参考文献 (29)谢辞 (30)引言“风电是绿色能源，发展风电是实施能源可持续发展战略的重要措施。

风力发电机组轮毂的结构优化与动态特性分析

风力发电机组轮毂的结构优化与动态特性分析随着能源危机的加剧和环境问题的日益严重，可再生能源逐渐成为人们关注的焦点之一。

在可再生能源中，风能被广泛认为是一种潜力巨大的清洁能源。

而风力发电机组作为利用风能发电的关键设备之一，其性能直接影响到风能利用的效率。

轮毂作为风力发电机组的重要部件之一，其结构设计及动态特性分析对整机的性能起着重要的影响。

本文将对风力发电机组轮毂的结构进行优化与动态特性进行深入分析。

一、轮毂的结构优化风力发电机组轮毂作为连接叶片与发电机的重要部件，其结构设计至关重要。

在设计轮毂时，需要考虑到材料的选择、结构强度、重量、成本等多方面因素。

为了使轮毂在叶片受风力作用时能够保持稳定，需要进行结构的优化设计。

首先，材料的选择是轮毂设计中的首要考虑因素。

通常情况下，轮毂的材料需要具备一定的强度、硬度和耐腐蚀性。

常见的材料包括铝合金、碳纤维复合材料等。

在选择材料时，需要综合考虑材料的性能和成本，以实现最佳的性价比。

其次，结构强度是轮毂设计的关键指标之一。

受到风力和旋转惯性力的作用，轮毂在运行过程中会承受巨大的力学载荷。

因此，在设计轮毂结构时，需要保证其具有足够的强度和刚度，以确保其在运行中不会发生破坏。

另外，轮毂的重量也是需要考虑的因素之一。

过重的轮毂会增加叶片和支撑结构的负荷，降低整机的效率，因此在设计中需要尽量减少轮毂的重量，同时保证其结构的安全性。

最后，成本也是轮毂设计中需要综合考虑的因素之一。

在保证轮毂质量和性能的前提下，需要尽量降低生产成本，提高整机的竞争力。

二、动态特性分析风力发电机组轮毂在运行过程中会受到多种外部力的作用，因此其动态特性分析显得尤为重要。

通过对轮毂的动态响应进行分析，可以评估其工作状况和稳定性。

首先，需要进行轮毂的模态分析，得到其振动的固有频率和模态形态。

通过模态分析，可以了解轮毂在振动作用下的变形情况和受力状态，为结构的进一步改进提供参考。

其次，动力学分析也是轮毂设计中不可或缺的一部分。

Mw级风力发电机轮毂有限元分析

（陕西科技大学机电工程学院，西安７０２）１０１
摘
要：轮毂是风力发电机组中的一个重要部件，载荷情况较复杂，因此对其进行有限元分析显得尤为重要。文章以２ＭＷ风力发电机的轮毂为研究对象，通过有限元分析确定了各个部位的应力分布情况和各阶振形，从中得出最危险的部位，为轮毂设计提供了有效的依据。关键词：有限元；应力分布；振形
情况并不关键的部位做简化，如轮毂上细小的孔、狭窄的槽、小的倒圆和倒角等细微的特征，
力及大小如表２示，施加载荷和约束后的模型如所
图３示。所
表２载荷表
叶片总重（叶片Ｊ（．）钳Ｎｍ）轴向找荷（轴阅陀螺力（Ｎ））
进行约束，在轮毂与叶片连接面的中心建立质
点，将叶片重力及力矩施加到质点上，最后将质点与轮毂和叶片连接面建立刚性约束。所考虑各
的简化，简化的原则是在保证计算精度的前提下对一些与轮毂静强度没有重要作用或者承受载荷
ｆ）１
５轮毂的稳定性分析
判断系统是否稳定，就是看系统的固有频率
是否与外界激励的频率耦合而发生振动【］５．对于山
东长星风电科技有限公司２ＭＷ风机而言，叶片额定转速是１ｒｎ，发电机转速范围１４－２０ｒ８／ｍｉ００００／ａｎ轮ｒｉ，毂最有可能发生共振的一阶频率对应的转速

大型风力发电机组轮毂强度数值分析

大型风力发电机组轮毂强度数值分析邓良刘平（东方汽轮机有限公司，四川德阳 618000）摘要基于德国劳埃德（GL）认证规范，对某 1.5MW风力发电机组的轮毂做了强度及疲劳分析。

通过计算分析，找到了轮毂在各种工况下的应力分布规律和疲劳影响因素。

在此基础上，总结了基于GL规范进行风力发电机组关键零部件设计与分析的方法。

关键词：风力发电机组；轮毂；GL强度；疲劳分析Strength Analysis of MW Class Wind Turbine HubDeng Liang Liu Ping（Dongfang Turbine Co., Ltd, Deyang,Sichuan 618000）Abstract According to German Germanischer Lloyd (GL) certification guideline, the strength and fatigue of 1.5MW wind turbine’s hub have been analyzed. After calculation and analysis, the stress distribution rule and fatigue influence factors for hub under different load cases have been found. Based on all results, the design and analysis methodology has been obtained for key components of wind turbine according to GL.Key words：wind turbine；hub；GL guideline；fatigue analysis1引言现代兆瓦级风力发电机组设计、制造一般需要通过相关的认证，它是对风力发电机组的“合格评审”。

850KW风力发电机组机舱底座有限元分析

这种故障信息则会被存储在微型处理器中，即使汽车的故障得到解决，故障代码也会一直保留在存储器中，以便维修人员可以准确地找到故障区域直至故障彻底被清除．故障代码才可以人
尤其是对于汽车自动控制装置诊断系统的性能更为看重。现今的汽车自动控制装置已经具备了较高的水平，其控制能力已经基本符合驾驶者的需求。但是，对于自动控制装置的诊断系统能力却有待进一步研究。较高的自动控制装置诊断性能，可以让汽车运行的参数以及故障信息都自动地存储到计算机内部，进而有利于监控汽车的各方面性能指标．确保汽车运行的安全与稳定。这种自动控制装置的诊断系统有利于整体监控汽车的行驶状态，利用智能化的控制方案，为汽车提供准确可靠的诊断结果，进而保证汽车具备良好的运行水平。
１汽车自动诊断系统的工作原理
为地被消除。
汽车故障自动诊断系统不仅可对汽车运行状态进行整体监控，也可以对汽车内部设备进行监控，尤其是对自动控制装置的
监控。这种全方位的监测，便于驾驶员及时发现故障和安全隐患，保证汽车的运行平稳。对汽车自动控制状态实施诊断监控，可以极大地提升汽车的控制系统性能，确保汽车自动控制装置

大型风力发电机组轮毂结构强化的优化对策分析

大型风力发电机组轮毂结构强化的优化对策分析
大型风力发电机组轮毂结构强化的优化对策分析【摘要】我国是风力大国，随着相关技术的快速发展，大型风力发电机组已经得到越来越多的应用，而发电机组容量的不断增大亦预示着风力机和其零部件承受的负载越高，其安全隐患及寿命必然会受到影响，因此本文对大型风力发电机组的关键部件轮毂结构强化进行了分析，并采用了相应的优化对策。

【关键词】大型风力发电机组；轮毂结构强化；优化对策
能源、环境问题已经成为我国可持续发展的关键问题，而风力发电则是有效保护环境又能提供清洁能源的主要措施，它无污染、投资方便、施工周期短，社会效益和经济效益都十分可观。

伴随我国风力发电机组单机容量的不断扩大，必须从其关键部件上对症下药，才能确保大型风力发电机组的安全运行和使用寿命。

而对于风力发电机组的重要部件轮毂设计的优劣则直接影响风电机组的正常运行和使用寿命，因此必须对其采用相应的优化对策，从而达到在保证风力发电机组安全运行的基础上，降低其成本、减轻其重量的多重目的。

一、轮毂在大型风力发电机组的重要性
在大型风力发电机组中，轮毂是核心构件，其不仅承担着与驱动链的连接，并将风轮的扭矩传递给驱动链的责任，而且要承担着风力发电机组容量增大而带来的更大的负荷。

一般，风力发电机组的轮毂在整个风力发电机组的重量中占15%左右，由此可看出轮毂在风电机组设计和制造过程中的重要。

尤其是近年来，风力发电机。

低风速风力发电机轮毂强度与疲劳寿命分析

低风速风力发电机轮毂强度与疲劳寿命分析摘要本文主要分析低风速风力发电机轮毂的强度及疲劳寿命。

首先，对于低风速风力发电机轮毂的工作原理和结构进行介绍。

然后，利用有限元软件对轮毂进行强度分析和疲劳寿命分析。

最后，对分析结果进行讨论，并提出相关建议。

关键词：低风速；风力发电机；轮毂；强度分析；疲劳寿命分析AbstractThis paper mainly analyzes the strength and fatigue life of the hubof low wind speed wind turbines. Firstly, the working principle and structure of the hub of low wind speed wind turbines are introduced. Then, finite element software is used to analyze the strength and fatigue life of the hub. Finally, the analysis results are discussed, and relevant suggestions are put forward.Keywords: low wind speed; wind turbine; hub; strength analysis; fatigue life analysis一、引言随着人们对能源环保意识的提高，风力发电越来越受到广泛关注。

然而，风能资源分布不均以及风速变化大是风力发电技术发展面临的主要问题之一。

在低风速条件下，风力发电机的效率会受到严重影响。

因此，低风速风力发电技术的研究和开发对于提高风力发电的效率至关重要。

低风速风力发电机的轮毂作为风力发电机的关键部件之一，其强度和疲劳寿命的分析和评估对于保证发电机的正常运行至关重要。

本文将对低风速风力发电机轮毂的强度和疲劳寿命进行分析，并对其相关问题进行讨论。

风机轮毂结构的动力学分析

风机轮毂结构的动力学分析风机轮毂是风力发电机组主要的机械部件之一，起着支撑风扇叶片和传递扭矩的作用。

其结构复杂，需要进行动力学分析以保证其正常运转和安全性。

本文将对风机轮毂结构的动力学分析进行探讨。

一、风机轮毂的结构特点风机轮毂是由轮盘、轮臂、连轴器等部件组成的，其扭转刚度、扭转惯量、弯曲刚度等参数对风机的转速和扭矩输出有着重要的影响。

轮毂的材料通常采用高强度钢材或铝合金，其直径可达数十米，厚度也可达数十毫米。

由于轮毂是一个大型的旋转结构，其动态响应特性不仅受其自身构造的限制，还与其他部件的耦合作用、外部载荷的作用等因素有关，因此需要对其进行系统的动力学分析。

二、轮毂的动力学特性（一）轮毂的自然频率和振动模态轮毂的自然频率是指在没有外部作用下，轮毂在某一振型下的固有振动频率。

其大小与轮毂的结构参数紧密相关。

而振动模态是指在某一自然频率下，轮毂的几何形态和振型分布。

通过有限元分析等方法，可以得到轮毂的自然频率和振动模态，从而为后续的动态分析提供基础数据。

（二）轮毂的转动稳定性转动稳定性是指轮毂在旋转过程中受到的横向载荷引起的振动幅值和变形程度的大小。

其直接影响机组的振动和噪声水平，也会对轮毂的疲劳寿命和安全性产生重要的影响。

轮毂的转动稳定性与轮毂的刚度、附加质量、转速、入口气流速度等因素相关。

（三）轮毂扭转刚度和惯量扭转刚度是指轮毂在扭转运动中所受到的抗扭曲力的大小。

其大小与轮毂的材料、截面形状等因素密切相关。

扭矩输出和转速之间的关系直接受到扭转刚度的影响。

扭转惯量是指轮毂在旋转时所具有的惯性阻力。

其大小同样与轮毂的几何形状、质心位置等因素有关。

惯量越大，对轮毂运动的惯性阻力就越大，机组的响应时间也就增加。

三、轮毂的动态响应分析轮毂的动态响应分析是指在轮毂受到外部激励时，对轮毂的振动响应进行分析。

这些激励可能来源于自然气流、机械干扰、人工干预等多种因素。

通过对轮毂的动态响应进行分析，可以评估其在不同工况下的振动水平、疲劳寿命等参数，为优化轮毂结构和操作调整提供依据。

风力发电机组轮毂的智能化控制技术研究方法研究

风力发电机组轮毂的智能化控制技术研究方法研究随着社会的不断发展，清洁能源已经成为当今世界发展的热点之一。

风力发电作为一种清洁能源的代表之一，受到了广泛关注。

而风力发电机组的效率和安全性很大程度上取决于其轮毂的智能化控制技术。

因此，对风力发电机组轮毂的智能化控制技术进行研究具有重要意义。

一、风力发电机组轮毂的智能化控制技术概述风力发电机组轮毂的智能化控制技术是指通过先进的传感器和控制器，使风力发电机组的轮毂能够实现智能化控制，提高风力发电机组的效率和安全性。

智能化控制技术可以使风力发电机组能够根据风速和方向的变化做出相应调整，从而提高发电效率。

二、风力发电机组轮毂智能化控制技术的研究方法1. 数据采集：通过安装在风力发电机组上的传感器，采集风速、风向、温度等相关数据，并将数据传输给控制器。

2. 数据处理：利用计算机技术和算法对采集到的数据进行处理，分析出风力发电机组轮毂的状态和环境信息。

3. 控制策略设计：根据数据处理的结果，设计相应的控制策略，使风力发电机组轮毂能够根据实时的环境情况做出智能化控制。

4. 实验验证：通过实验验证设计的控制策略的有效性和稳定性，不断优化和改进控制策略，提高风力发电机组轮毂的智能化控制水平。

三、风力发电机组轮毂智能化控制技术的应用前景风力发电机组轮毂的智能化控制技术能够提高风力发电机组的发电效率和安全性，降低维护成本，延长设备寿命。

随着智能化技术的快速发展，风力发电机组轮毂的智能化控制技术也将得到进一步提升，为清洁能源的发展做出贡献。

通过以上的研究方法和技术应用，风力发电机组轮毂的智能化控制技术将不断得到完善和提高，为清洁能源发展注入新的动力，推动风力发电产业的进一步发展。

让我们共同努力，致力于智能化控制技术的研究与发展，为构建清洁能源的美好未来而努力奋斗。

风力发电机组轮毂的智能化设计与控制

风力发电机组轮毂的智能化设计与控制随着科技的不断进步，风力发电技术也在不断创新发展。

其中，风力发电机组轮毂的智能化设计与控制是一个备受关注的领域。

本文将探讨风力发电机组轮毂的智能化设计与控制，并分析其优势和应用前景。

一、智能化设计风力发电机组轮毂的智能化设计是指利用先进的技术手段对轮毂进行设计，以实现更高效、更可靠的运行。

智能化设计主要体现在以下几个方面：1. 传感器技术的应用：通过在轮毂上安装各类传感器，实时监测风速、转速、温度等参数，可以及时发现问题并进行调整，提高轮毂的运行效率。

2. 数据分析与处理：通过采集的数据进行深度学习和分析，可以更好地了解轮毂的运行状况，从而进行精细化的调整和优化。

3. 自动化控制系统：智能化设计还包括自动化控制系统的应用，可以实现对轮毂的远程监控和调整，降低人为干预，提高风力发电机组的整体效率。

二、智能化控制智能化控制是指通过先进的控制算法和技术手段，实现对风力发电机组轮毂的精确控制和优化。

智能化控制主要包括以下几个方面：1. 智能化调节系统：利用先进的控制算法，可以实现对轮毂叶片的角度、速度等参数进行精确控制，确保轮毂在不同风速下的最佳运行状态。

2. 健康管理系统：通过对轮毂各部件的监测和分析，可以实现对轮毂的健康状态进行评估和预测，及时发现故障并进行维修，延长轮毂的使用寿命。

3. 多智能体协同控制：利用多智能体系统，可以实现对多台风力发电机组的集中控制和优化，提高整个风电场的发电效率。

三、智能化设计与控制的优势风力发电机组轮毂的智能化设计与控制具有诸多优势：1. 提高发电效率：智能化设计与控制可以实时监测和优化轮毂的运行状态，提高发电效率，降低能耗。

2. 降低维护成本：通过对轮毂进行健康管理和远程监控，可以及时发现故障并进行维修，降低维护成本。

3. 增强稳定性：智能化控制系统可以实现对轮毂的稳定运行，减小风险，提高风力发电机组的稳定性。

四、智能化设计与控制的应用前景随着人工智能、大数据等技术的不断发展，风力发电机组轮毂的智能化设计与控制将会有更广阔的应用前景：1. 智能网络化：风力发电机组轮毂可与其他风力发电机组、电网系统等互联互通，实现智能网络化管理。

大型风力发电机组关键部件的有限元分析

大型风力发电机组关键部件的有限元分析*尹鹏杨明川王春秀（宁夏大学机械工程学院，银川750021）Finite element analysis of key parts for large wind turbinesYIN Peng ，YANG Ming-chuan ，WANG Chun-xiu（School of Mechanical Engineering ，Ningxia University ，Yinchuan 750021，China ）文章编号：1001-3997（2010）06-0047-02【摘要】大型水平轴风力发电机组终年运行在复杂的自然环境中，所受载荷情况非常复杂，主要包括空气动力载荷，重力载荷和惯性载荷。

通过Solidworks 对风力发电机组建立三维模型，并利用Ansys workbench 对风力发电机组及其关键零部件在额定工况下进行有限元分析，按应力、应变和形变的分布结果为依据，进一步验证设计方案的可靠性。

关键字：Ansys workbench ；大型风力发电机；关键部件；有限元分析【Abstract 】Large wind turbines with the horizontal axis works in the complicated natural environ －ment perennially ，and the supported load condition mainly including aerodynamic load ，gravity load and inertia load is very complex.It builds the 3D model of Large Wind Turbines by Solidworks and makes the finite element analysis of key parts for Large wind turbines in rated condition by Ansys Workbench in or －der to verify the reliability of design project ulteriorly based on the distributed result of stress ，strain and deformation.Key words ：Ansys workbench ；Large wind turbines ；Key part ；Finite element analysis中图分类号：TH12，TM315文献标识码：A＊来稿日期：2009-08-12＊基金项目：宁夏回族自治区自然科学基金（NZ0814）大型风力发电机组的关键部件叶片是风力发电机中最重要、也是受力最复杂的部件，而塔架要承受风轮、发电机组和传动系统等重量，它将直接影响风力机的工作可靠性[1]。

大型风电机组轮毂结构设计中的弹性边界处理

大型风电机组轮毂结构设计中的弹性边界处理摘要：轮毂是风力发电机组中连接叶片与主轴的关键部件，其结构复杂且承受着极其复杂的交变载荷工况。

因此，文章对大型风电机组轮毂结构设计中的弹性边界处理进行了探讨。

关键词：风电机组；轮毂；结构设计；弹性边界大型风力发电机传动系统中轮毂连接着叶片与主轴，并承受复杂的交变载荷，这对轮毂强度提出了很高要求。

为了满足强度要求，有的轮毂设计非常笨重且巨大，过重的轮毂增加了制造成本，而且较大的转动惯量增加了系统控制的难度，因此有必要对轮毂结构进行优化设计。

一、轮毂在大型风力发电机组的重要性在大型风力发电机组中，轮毂是核心构件，不仅承担着与驱动链的连接和将风轮扭矩传递给驱动链的责任，还承担着风力发电机组容量增大带来的更大负荷。

通常，风力发电机组的轮毂在整个发电机组的重量中占15%左右，由此可看出轮毂在风电机组设计和制造过程中的重要性。

尤其是近年来，风力发电机组的容量不断增大，目前已安装的最大风力发电机组容量已达到5MW，最大风轮直径更是达到150米左右，塔架高度达100米，轮毂重量也达到60吨左右，这种大容量的风力发电机组导致轮毂的负荷加大，且工况更为复杂，因此轮毂设计的优劣直接关乎整个机组的运行和使用寿命，可见轮毂在风力发电机组中的重要地位。

二、整体拓扑优化模型建立研究某公司2MW风机轮毂的结构设计，法兰尺寸已知，其初始结构设计成实心棱柱体，建立轮毂的初始几何模型。

轮毂是风电机组中连接叶片与主轴的重要部件，它传递复杂的风载，然后通过主轴法兰与主轴连接，将荷载传递给主传动机构。

因此，在整体模型中加入了叶片和主轴假体，真实模拟了载荷传递过程，为此建立了“轮毂-轴承-叶片”的整体拓扑优化模型。

三、弹性约束等效模型建立1、变桨轴承弹性等效模型。

针对复杂结构和大尺寸的双列四点接触球轴承，若完全按轴承实际模型建模，计算量大，计算效率低，所以对变桨轴承作等效处理至关重要。

有学者采用非线性弹簧来模拟滚动体对轴承进行等效处理。