风力发电机组轮毂极限强度的有限元分析

摘要：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。

关键词：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

风电机组调试大纲

作业指导书 Operation Guidance Book 文件名称：《风电机组现场调试作业指导书（试行）》文件编号：GP/WI-003-010 编制：审核：批准：生效日期：2009年8月1日受控编号：国电联合动力技术有限公司国电风电设备调试所

目录 1．目的 (1) 2．适用范围 (1) 3．职责 (1) 4．调试工作原则 (2) 5．调试准备工作 (3) 5.1 接线检查 (3) 5.2 上电顺序 (4) 5.3 其他要求 (5) 6．静态调试 (5) 6.1 通讯测试 (6) 6.1.1通讯状态指示 (7) 6.1.2通讯故障的处理 (8) 6.2 风机静止条件下安全链各环节的动作测试 (13) 6.2.1 安全链端子状态检查 (13) 6.2.2 塔底柜复位按钮测试 (15) 6.2.3 塔底柜急停测试 (15) 6.2.4 机舱柜急停测试 (16) 6.2.5 PLC急停测试 (16) 6.3 液压站静态测试 (16) 6.3.1 液压泵的启动 (16)

6.3.2 系统压力的检测 (17) 6.3.3 转子刹车压力的检测 (17) 6.3.4 转子刹车的检测 (18) 6.3.5 偏航压力的测试 (18) 6.3.6 转子自动刹车测试 (19) 6.3.7液压油加热器测试 (19) 6.4 齿轮箱系统的静态检测 (20) 6.4.1 温度检测 (21) 6.4.2 油泵的调试 (21) 6.5 偏航系统单独测试 (23) 6.5.1 偏航旋转方向测试 (24) 6.5.2 偏航编码器及扭缆开关调试 (25) 6.5.3 偏航液压系统刹车测试 (26) 6.5.4 偏航扭缆开关和自动解缆测试 (26) 6.5.5 自动对风测试 (28) 6.6 变桨系统单独测试 (31) 6.6.1 变桨调试准备 (32) 6.6.2 轮毂内紧急顺桨和手动变桨 (32) 6.6.3 叶片编码器读数校零 (33) 6.6.4 机舱手动变桨测试 (34) 6.6.5 自动变桨测试 (35) 6.7 发电机系统的静态检测 (38)

有限元分析在轮毂设计中的应用_王渭新

现代制造技术与装备２００７第４期总第１７９期在汽车的零部件中，轮毂由轮辋及轮辐构成，是一个高速转动和承受汽车总载荷的零部件，轮辋结构遵照《ＹＥＡＲＢＯＯＫＦＯＲＴＨＥＴＩＲＥＡＮＤＲＩＭＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮ》标准规定设计，轮辐的形状则多种多样，没有统一的要求。轮毂的强度和刚度无论从安全性还是性能方面考虑都至关重要。本文通过有限元分析软件ＡＮＳＹＳ对车轮进行弯曲疲劳、径向疲劳和冲击应力的模拟分析，最后结合试验结果对模拟分析进行验证，为轮毂设计开发人员提供可靠的设计依据，进而缩短开发周期、减少开发费用，从而提高企业的竞争力［１－２］。１疲劳破坏的基本概念和车轮安全性试验的具体要求１．１疲劳破坏的基本概念零件在受到交变的循环载荷作用并在达到一定的循环次数时，零件的表面会产生裂纹、裂纹继续扩大会导致构件断裂。零件表面产生裂纹称为疲劳破坏。疲劳破坏的过程是零部件在循环载荷作用下，在局部的最高应力处，最弱的及应力最大的晶粒上形成微裂纹，然后发展成宏观裂纹，裂纹继续扩展，最终导致疲劳断裂。所以，疲劳破坏经历了裂纹形成、扩展、和瞬断三个阶段［３－４］。１．２车轮安全性试验的具体要求由于汽车轮毂是一个高速转动和承受汽车总载荷的零部件，其在工作过程中承受交变的循环载荷：动态弯矩、动态径向力和路面的冲击力，因此轮毂装车前必须通过汽车行业标准ＱＣ／Ｔ２２１－１９９７和国家标准ＧＢ／Ｔ１５７０４－１９９５规定的三项强度测试试验。这三大强度试验分别是弯曲疲劳试验，径向疲劳试验，冲击试验［５］。２车轮安全性试验的有限元分析２．１车轮安全性试验有限元分析的概述本文研究的铝合金车轮材料为Ａ３５６，经过Ｔ６热处理（固熔＋时效处理）。因此在ＡＮＳＹＳ中输入材料属性（ＭａｔｅｒｉａｌＰｒｏｐｅｒｔｙ）时，选择为各项同性（Ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ），并且是线弹性的（ＬｉｎｅａｒＥｌａｓｔｉｃ），同时需要限定的参数（材料特性）为：弹性模量Ｅ：７１Ｅ０９Ｎ／ｍｍ２；密度ρ：２．７＊１０－３ｇ／ｍｍ２；泊松比：０．３３。２．２弯曲疲劳试验有限元模拟２．２．１试验概述弯曲疲劳试验模拟汽车转弯时车轮的受力状态，试验台有一个旋转装置，车轮可在一个固定不动的弯矩作用下旋转，或是车轮静止不动，而承受一个旋转弯曲力矩作用。见图１。图１弯曲疲劳试验装置２．２．２试验弯矩试验弯矩由下式确定：Ｍ＝（ｕ?Ｒ＋ｄ）?Ｆ?Ｓ（１）式中Ｍ—— —弯矩（Ｎ?ｍ）；ｕ—— —轮胎和道路之间的摩擦系数，设定为０．７；Ｒ—— —静载半径，是轮毂厂或汽车制造厂规定的该轮毂配用的最大轮胎静载半径（ｍ）；ｄ—— —轮毂的内偏距或外偏距，取绝对值，按轮毂规定（ｍ）；Ｆ—— —轮毂最大额定载荷，由轮毂厂或汽车制造厂规定（Ｎ）；Ｓ—— —试验强化系数。有限元分析在轮毂设计中的应用王渭新张磊刘智冲（戴卡轮毂制造有限公司，秦皇岛０６６００３）摘要：轮毂是汽车中的重要零部件，既要具有高承载能力，又要满足整体外观个性化设计要求，其设计与开发中也主要体现了此设计理念，因此其制造企业要想赢得市场，提高产品的竞争力，必须改变原有的紧靠设计经验开发轮毂的传统的设计开发模式。本文以有限元分析软件ＡＮＳＹＳ和三位造型软件ＵＧ为工具，建立了与轮毂实际的弯曲疲劳试验、径向疲劳试验、冲击试验相等效有限元分析模型，对轮毂的可靠性进行预测，为轮毂产品的设计开发人员提供设计依据。关键词：有限元分析轮毂疲劳设计ＡＮＳＹＳ安装面试验加载力臂３２

matlab有限元分析实例

MATLAB: MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于数据分析、无线通信、深度学习、图像处理与计算机视觉、信号处理、量化金融与风险管理、机器人，控制系统等领域。 MATLAB是matrix&laboratory两个词的组合，意为矩阵工厂（矩阵实验室），软件主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式。 MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等。MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点，使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C++，JAVA的支持。 MATLAB有限元分析与应用:

《MATLAB有限元分析与应用》是2004年4月清华大学出版社出版的图书，作者是卡坦，译者是韩来彬。内容简介：《MATLAB有限元分析与应用》特别强调对MATLAB的交互应用，书中的每个示例都以交互的方式求解，使读者很容易就能把MATLAB用于有限分析和应用。另外，《MATLAB有限元分析与应用》还提供了大量免费资源。《MATLAB有限元分析与应用》采用当今在工程和工程教育方面非常流行的数学软件MATLAB来进行有限元的分析和应用。《MATLAB有限元分析与应用》由简单到复杂，循序渐进地介绍了各种有限元及其分析与应用方法。书中提供了大量取自机械工程、土木工程、航空航天工程和材料科学的示例和习题，具有很高的工程应用价值。

风力发电机组调试作业指导书

x x x x x有限公司技术文件金风科技1500kW风力发电机组调试作业指导书版本：A1 编制：校对：审核：标准化：批准：日期： xxxx股份有限公司

本文件适用于xx项目xx台金风77/82/1500系列风力发电机组的静态调试。（1、Verteco变流系统2、Freqcon变桨系统3、Hydac水冷系统4、硬件安全链系统） 1调试步骤请按照下面表1中所列出的各项先后顺序进行静态调试。表1 静态调试步骤相变上电后检测入口电压是否符合690V并在有条件的现场检测相序。进行加水以及上电之前必须检查Verteco变流器03号柜体内的水管是否紧固。如出现用手都能够旋动的情况，必须用活动扳手加以紧固。注意：紧固时的力度适当，以看不到主水管上的螺纹或者能够看到一个螺纹为准，力度不能过大，否则有可能破坏水管，对变流系统的运行造成潜在隐患。 2设置空开状态以及各设备硬件整定值检查1F10的小箭头是否指向4。如果不是的话，需要顺时针拨动直到其对准4为止，见图1。

图1 Verteco变流器1F10的整定图示各柜体整定内容见表2-表6。序号整定元器件整定结果 1 1Q1的Micrologic单元Ir=0.95，tr=2s，Isd=1.5 2 2Q1、2Q2的Micrologic单元Ir=0.9，tr=2s，Isd=1.5 3 1F10 小箭头指向4 4 1Q1的机械锁定钥匙机械锁定钥匙把位于水平位置 5 3S4 3S4开关打到“service”状态 6 1U1控制单元的SLOTE 确认3-Red，4-Green，1-地序号整定元器件整定结果` 1 4S7 整定值为35度 2 4S8 整定值为5度 3 6Q3 整定值为3A 4 13CX2 地址为10，DP端子拨到“OFF”位置 5 14BK1 地址为11，DP端子拨到“OFF”位置序号整定元器件整定结果 1 102Q 2 整定值为20A 2 105Q2 整定值为1.1A 3 107S9 整定值为5度 4 108Q2 整定值为3A 5 119BC3 地址为20，DP端子拨到“OFF”位置序号整定元器件整定结果 1 BK3150 地址为8，DP端子拨到“OFF”位置 2 151Q4 整定值5A 3 151Q6 整定值5A 4 151Q8 整定值5A 5 151Q10 整定值5A 6 151Q12 整定值6A 7 125S3 整定值为25度 8 152S5 整定值为5度表6 变桨柜的整定内容

汽车轮毂有限元分析

第二章理论基础与模型建立 2.1 有限元技术及UG软件 2.1.1 有限元法基本原理计算机辅助工程CAE(Computer Aid2ed Engineering) 指工程设计中的分析计算与分析仿真, 而有限元法FEM( FiniteElement Method) 是计算机辅助工程CAE中的一种, 另外CAE还包含了边界元法BEM(Boundary Element Method) 和有限差分法FDM( Finite Difference Method) 等。这几种方法各有其优缺点, 各有其应用领域,但有限元法的应用最广。有限元法是求解数理方程的一种数值计算方法，是将弹性理论、计算数学和计算机软件有机结合在一起的一种数值分析技术，是解决工程实际问题的一种有力的数值计算工具。有限元是一种离散化的数值方法。离散后的单元与单元间只通过节点相联系, 所有力和位移都通过节点进行计算。对每个单元选取适当的插值函数,使得该函数在子域内部、子域分界面上(内部边界) 以及子域与外界分界面(外部边界) 上都满足一定的条件。然后把所有单元的方程组合起来, 就得到了整个结构的方程。求解该方程,就可以得到结构的近似解。离散化是有限元方法的基础。必须依据结构的实际情况,决定单元的类型、数目、形状、大小以及排列方式。这样做的目的是将结构分割成足够小的单元,使得简单位移模型能足够近似地表示精确解【13】。因次它可以对各种类型的工程和产品的物理力学性能进行分析、模拟、预测、评价和优化,以实现产品技术创新, 故已广泛应用于各种力学、电学、磁学及很多结合学科领域; 同时, 由于它能够处理耦合问题, 使得其有更大的应用前景。你可以从专业的角度理解有限元:包括变分原理、等效积分和加权余量法等, 也可以从直观的意义上理解有限元: 把连续体划分为足够小的单元, 这些单元通过节点和边连接起来,通过选择简单函数(比如线形函数) 来近似表达位移或应力的分布或变化, 从而得到整个连续体物理量的分布和变化【14】。 2.1.2 有限元法分析过程所谓有限元法（FEA）基本思想是把连续的几何机构离散成有限个单元，并在每一个单元中设定有限个节点，从而将连续体看作仅在节点处相连接的一组单元的集合体，同时选定场函数的节点值作为基本未知量并在每一单元中假设一个近似插值函数以表示单元中场函数的分布规律，再建立用于求解节点未知量的有限元方程组，从而将一个连续域中的无限自由度问题转化为离散域中的有限自由度问题。求解得到节点值后就可以通过设定

Ansys有限元分析实例[教学]

Ansys有限元分析实例[教学] 有限元分析案例:打点喷枪模组(用于手机平板电脑等电子元件粘接)，该产品主要是使用压缩空气推动模组内的顶针作高频上下往复运动，从而将高粘度的胶水从喷嘴中打出(喷嘴尺寸,0.007”)。顶针是这个产品中的核心零件，设计使用材料是:AISI 4140 最高工作频率是160HZ(一个周期中3ms开3ms关)，压缩空气压力3-8bar, 直接作用在顶针活塞面上，用Ansys仿真模拟分析零件的强度是否符合要求。 1. 零件外形设计图:

2. 简化模型特征后在Ansys14.0 中完成有限元几何模型创建:

3. 选择有限元实体单元并设定，单元类型是SOILD185，由于几何建模时使用的长度单位是mm, Ansys采用单位是长度:mm 压强: 3Mpa 密度:Ton/M。根据题目中的材料特性设置该计算模型使用的材料属性:杨氏模量 2.1E5; 泊松比:0.29; 4. 几何模型进行切割分成可以进行六面体网格划分的规则几何形状后对各个实体进行六面体网格划分，网格结果: 5. 依据使用工况条件要求对有限元单元元素施加约束和作用载荷:

说明: 约束在顶针底端球面位移全约束; 分别模拟当滑块顶断面分别以8Bar，5Bar，4Bar和3Bar时分析顶针的内应力分布，根据计算结果确定该产品允许最大工作压力范围。 6. 分析结果及讨论: 当压缩空气压力是8Bar时: 当压缩空气压力是5Bar时:

当压缩空气压力是4Bar时: 结论: 通过比较在不同压力载荷下最大内应力的变化发现，顶针工作在8Bar时最大应力达到250Mpa，考虑到零件是在160HZ高频率在做往返运动，疲劳寿命要求50百万次以上，因此采用允许其最大工作压力在5Mpa，此时内应力为156Mpa，按线性累积损伤理论[3 ]进行疲劳寿命L-N疲劳计算，进一部验证产品的设计寿命和可靠性。

风力发电机的分类

1,风力发电机按叶片分类。按照风力发电机主轴的方向分类可分为水平轴风力发电机和垂直轴风力发电机。（1）水平轴风力发电机：旋转轴与叶片垂直，一般与地面平行，旋转轴处于水平的风力发电机。水平轴风力发电机相对于垂直轴发电机的优点；叶片旋转空间大，转速高。适合于大型风力发电厂。水平轴风力发电机组的发展历史较长，已经完全达到工业化生产，结构简单，效率比垂直轴风力发电机组高。到目前为止，用于发电的风力发电机都为水平轴，还没有商业化的垂直轴的风力发电机组。（2）垂直轴风力发电机：旋转轴与叶片平行，一般与地面吹垂直，旋转轴处于垂直的风力发电机。垂直轴风力发电机相对于水平轴发电机的优点在于；发电效率高，对风的转向没有要求，叶片转动空间小，抗风能力强（可抗12-14级台风），启动风速小维修保养简单。垂直轴与水平式的风力发电机对比，有两大优势：一、同等风速条件下垂直轴发电效率比水平式的要高，特别是低风速地区；二、在高风速地区，垂直轴风力发电机要比水平式的更加安全稳定；另外，国内外大量的案例证明，水平式的风力发电机在城市地区经常不转动，在北方、西北等高风速地区又经常容易出现风机折断、脱落等问题，伤及路上行人与车辆等危险事故。按照桨叶数量分类可分为“单叶片”﹑“双叶片”﹑“三叶片”和“多叶片”型风机。凡属轴流风扇的叶片数目往往是奇数设计。这是由于若采用偶数片形状对称的扇叶，不易调整平衡。还很容易使系统发生共振，倘叶片材质又无法抵抗振动产生的疲劳，将会使叶片或心轴发生断裂。因此设计多为轴心不对称的奇数片扇叶设计。对于轴心不对称的奇数片扇叶，这一原则普遍应用于大型风机以及包括部分直升机螺旋桨在内的各种扇叶设计中。包括家庭使用的电风扇都是3个叶片的，叶片形状是鸟翼型（设计术语），这样的叶片流量大，噪声低，符合流体力学原理。所以绝大多数风扇都是三片叶的。三片叶有较好的动平衡，不易产生振荡，减少轴承的磨损。降低维修成本。按照风机接受风的方向分类，则有“上风向型”――叶轮正面迎着风向和“下风向型”――叶轮背顺着风向，两种类型。上风向风机一般需要有某种调向装置来保持叶轮迎风。而下风向风机则能够自动对准风向, 从而免除了调向装置。但对于下风向风机, 由于一部分空气通过塔架后再吹向叶轮, 这样, 塔架就干扰了流过叶片的气流而形成所谓塔影效应,使性能有所降低。 2,按照风力发电机的输出容量可将风力发电机分为小型，中型，大型，兆瓦级系列。（1）小型风力发电机是指发电机容量为0.1~1kw的风力发电机。（2）中型风力发电机是指发电机容量为1~100kw的风力发电机。（3）大型风力发电机是指发电机容量为100~1000kw的风力发电机。（4）兆瓦级风力发电机是指发电机容量为1000以上的风力发电机。 3,按功率调节方式分类。可分为定桨距时速调节型，变桨距型，主动失速型和独立变桨型风力发电机。（1）定桨距失速型风机；桨叶于轮毂固定连接，桨叶的迎风角度不随风速而变化。依靠桨叶的气动特性自动失速，即当风速大于额定风速时依靠叶片的失速特性保持输入功率基本恒定。

风力发电机组验收标准

国电电力山西新能源开发有限公司风力发电机组验收规范为确保风力发电机组在现场安装调试完成后，综合检验风电机组的安全性、功率特性、电能质量、可利用率和噪声水平，并形成稳定生产能力，制定本验收标准。一、编制依据： 1、风力发电机组验收规范 GB/T20319-2006 2、建筑工程施工质量验收统一标准GB50300 3、风力发电场项目建设工程验收规程 DL/T5191-2004 4、电气设备交接试验标准GB50150 5、电气装置安装工程接地装置施工及验收规范GB50169 6、电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范GB50171 7、电气装置安装工程低压电器施工及验收规范GB50254 8、电器安装工程高压电器施工及验收规范GBJ147 9、建筑电气工程施工质量验收规范GB50303 10、风力发电厂运行规程DL/T666 11、电力建设施工及验收技术规程DL/T5007 12、联合动力风电机组技术说明书、使用手册和安装手册

13、风电机组订货合同中的有关技术性能指标要求 14、风力发电机组塔架及其基础设计图纸与有关标准二、验收组织机构风电机组工程调试完成后，建设单位组建验收领导小组，设组长1名、副组长4名、组员若干名，由建设、设计、监理、施工、安装、调试、生产厂家等有关单位负责人及有关专业技术人员组成。三、验收程序 1 现场调试（1）风力发电机组安装工程完成后，设备通电前应符合下列要求：（a）现场清扫整理完毕；（b）机组安装检查结束并经确认（内容见附表1）；（c）机组电气系统的接地装置连接可靠，接地电阻经检测符合机组的设计要求（小于4欧姆）； (d) 测定发电机定子绕组、转子绕组的对地绝缘电阻，符合机组的设计要求； (e) 发电机引出线相序正确，固定牢固，连接紧密； (f) 照明、通讯、安全防护装置齐全。 (2) 机组启动前应进行控制功能和安全保护功能的检查和试验，确认各项控制功能好安全保护动作准确、可靠。

基于ANSYS的汽车轮毂单元载荷分析

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/e3346035.html, 基于ANSYS的汽车轮毂单元载荷分析作者：吕新飞来源：《下一代》2019年第03期摘要：轮毂是汽车系统重要的运动和支撑部件，从轮毂实际结构出发，建构SoliwdWorks 实体模型，并将模型导入ANSYSWorkbench有限元分析软件作为分析工具，通过模拟轮毂实际载荷，对轮毂的各项力学性能有限元分析，可以优化轮毂设计、提高强度。关键词：轮毂;有限元;弯矩载荷一、轮毂的几何结构、载荷分析 1.1轮毂的形状结构本文轮毂为整体铸造辐条式铝合金轮毂，轮毂材料为ZL101A。通过三维软件SolidWorks 建立轮毂模型，轮毂上有5个直径为Φ22mm的PCD孔，均匀分布在直径为Φ108mm的圆周上。结合实际，将辐条表面形状设计为多曲面结合，较平面设计可提高结构的抗冲击性能。轮毂为五辐条式，且大部分汽车轮毂均为5幅设计。据统计，轿车轮毂PCD数值5孔占70%以上。下面通过五幅轮毂展开分析。 1.2汽车轮毂的轻量化发展趋势及材料选用中国汽车行业的飞速发展带来了一系列安全、能源等方面的问题，为了获得更多经济效益和动力性能，汽车工业发展要有新的技术工艺。汽车轮毂轻量化在节能减排、降低油耗等方面起着至关重要的作用，考虑汽车平稳、舒适、无噪音等整体运行情况，对汽车的结构和形状进行优化。根据RAYS的测算，减轻lkg非簧载质量（例如，轮毂重量轻lkg，相当于整车质量轻15kg）铝合金以其轻量、散热性好、减震性好等诸多优点大量应用于汽车轻量化，推动了汽车轻量化的发展。二、建立有限元模型 2.1轮毂模型的导入、建立及简化将在SolidWorks软件中完成的零部件3D造型按照Parasolid标准输出“.x_t”文件，导入ANSYS环境。因轮辐表面由多曲而构成，结构相对复杂，以采用自由网格划分方式“AutomaticMethod”生成网格，而轮缘及胎圈座部分结构较为规则，采用六面体法“Hex Donimant Method”生成網格。共生成12174个节点，4725个基本单元。为了节约仿真计算时间

风电场风力发电机组调试作业指导书

附件9 中国国电集团公司风电场风力发电机组调试作业指导书 1 目的本作业指导书是为规风力发电机组的现场调试工作编制，主要包含了风力发电机组现场调试工作的项目、步骤和记录，为保证调试工作的标准化提供了参考依据。 2 围本作业指导书适用于中国国电集团公司全资或控股建设的风力发电机组的现场调试工作，各项目公司应参照本指导书要求，结合风力发电机组型号，分别编制对应机型的调试作业指导书。现场具体机型的调试作业指导书应包括但不限于本作业指导书中涉及到的技术容。 3引用标准和文件《风力发电机组安全要求》GB/T 1845.1.1-2001 《风力发电机组通用试验方法》GB/T 19960.2-2005 《风力发电机组功率特性试验》GB/T 18451.2-2003，IEC61400-12:1998 《风力发电机组控制器试验方法》GB/T 19070-2003 《风力发电机组齿轮箱》GB/T 19073-2003 《风力发电机组验收规》GB/T 20319-2006 《电能质量公用电网谐波》GB/T 14549-93

《风力发电机组异步发电机试验方法》JB/T 19071.2-2003 《风力发电场安全规程》DL 796-2001 《风力发电机组偏航系统第2部分试验方法》JB/T 10425.2-2004 《风力发电机组制动系统第2部分试验方法》JB/T 10426.2-2004 《风力发电机组一般液压系统》JB/T 10427-2004 《风力机术语》JB/T 7878-1995 4 术语和定义本作业指导书中的术语及定义均参照《风力机术语》使用。根据风力发电机组不同机型具体调试容的差异，本指导书所涉及的特定术语的指示或有不同，宜根据调试的具体机型编制适用的术语和定义。 5 调试前的准备调试前须确认风力发电机组、配电变压器等相关设备安装工作已通过验收，无遗留缺陷；检查基础接地报告检测数据合格；风力发电机组已具有紧急情况下能够使用的安全设备（安全带、安全绳、安全滑轨等）、灭火器、急救装置等。 5.1技术文件准备 (1)调试方案。 (2)调试技术手册：各零部件说明书及接线图，必要的电气、液压、机械图纸、机组通讯连接拓扑图等。 (3)对应机组的参数列表。 (4)出厂调试记录。

有限元分析案例

有限元分析案例图1 钢铸件及其砂模的横截面尺寸砂模的热物理性能如下表所示: 铸钢的热物理性能如下表所示: 一、初始条件:铸钢的温度为2875o F，砂模的温度为80o F；砂模外边界的对流边界条件：对流系数0.014Btu/hr.in2.o F，空气温度80o F；求3个小时后铸钢及砂模的温度分布。二、菜单操作: 1.Utility Menu>File>Change Title, 输入Casting Solidification; 2.定义单元类型:Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete, Add, Quad 4node 55； 3.定义砂模热性能:Main Menu>Preprocessor>Material Props>Isotropic,默认材料编号1, 在Density(DENS)框中输入0.054,在Thermal conductivity (KXX)框中输入0.025,在S pecific heat(C)框中输入0.28; 4.定义铸钢热性能温度表:Main Menu>Preprocessor>Material Props>-Temp Dependent->Temp Table,输入T1=0,T2=2643, T3=2750, T4=2875; 5.定义铸钢热性能:Main Menu>Preprocessor>Material Props>-Temp Dependent ->Prop Table, 选择Th Conductivity,选择KXX, 输入材料编号2,输入C1=1.44, C2=1.54, C3=1.22, C4=1.22,选择Apply,选择Enthalpy,输入C1=0, C2=128.1, C3=163.8, C4=174.2; 6.创建关键点:Main Menu>Preprocessor>-Modeling->Create>Keypoints>In Active

基于有限元分析的轿车铝合金车轮设计

摘要轻量化是世界汽车工业发展的主要趋势，轻质材料铝及其合金等的使用是一种有效的途径。目前，大部分汽车车轮已使用铝及其合金做作为材料，利用现代设计方法，在此基础上进一步实现车轮的轻量化则是本文的研究所在。在研究了CAD软件Pro /E以及有限元分析软件ANSYS的功能及其主要特点后，着重进行了了应用ANSYS对铝合金车轮进行结构强度分析的具体过程。首先使用Pro/E软件，按照轮辋的国家标准，建构车轮的实体模型;然后把模型导入ANSYS，按2005年中国汽车行业标准中的汽车轻合金车轮的性能要求和实验方法所规定的疲劳实验要求施加荷载;然后进行强度分析和模态分析，分析结果表明，车轮的最大应力远小于铝合金的许用应力，车轮的固有频率满足要求，存在进一步改进的可能和必要。最后，改进车轮模型，改进结果表明，车轮的重量有了显著的减少。利用CAE分析技术有助于提高汽车车轮的设计水平、缩短设计周期、减少开发成本。该方法具有普遍性，适用于指导任何其言型号车轮的设计和分析。关键词：铝合金车轮；结构设计；有限元分析；强度分析；模态分析

ABSTRACT Lightweight is the main trends of the world's automotive industry, lightweight materials such as the use of aluminum and its alloys is an effective way. At present, most automotive aluminum and its alloy wheels have been used to do as a material, using modern design methods, based on the further realization of this lightweight wheels is the Institute of this article. In the study of the CAD software Pro / E and ANSYS finite element analysis software functions and the main characteristics, the Emphasis was the application of ANSYS, the structural strength of aluminum alloy wheel analysis of the specific process. First ，uses the Pro / E software, according to the rim of the national standards, building wheel solid model; then the model into ANSYS, by 2005 China's auto industry standard in automotive light-alloy wheels and performance requirements and test methods under the fatigue test requirements defined load and then the strength analysis and the results showed that the wheel is much less than the maximum stress allowable stress of aluminum alloy, there is further improvement possible and necessary. Then, the improved wheel models, improved results show that the weight of the wheels have been significantly reduced. The results show that the use of CAE analysis technology helps improve the design of automobile wheel level, shorten design cycles, reduce development costs. The method is universal, applicable to any of his words and models to guide the design and analysis of the wheel. Key words: Aluminum Alloy Wheels; Structural Design; Finite Element Analysis; Strength Analysis; Modal Analysis

板结构有限元分析实例详解

板结构有限元分析实例详解1：带孔平板结构静力分析本节介绍带孔平板结构静力分析问题，同时介绍布尔操作的基本用法。 8.3.1 问题描述与分析有孔的矩形平板，左侧边缘固定，长400mm，宽200 mm，厚度为10 mm，圆孔在板的正中心，半径为40 mm，左侧全约束，右侧边缘均布应力1MPa，如图8.7所示。求板的变形、位移及应力变化情况。（材料的材料属性为：弹性模量为300000 MPa，剪切模量为0.31。）图8.7 带孔的矩形平板由于小孔处边缘不规则，本文采用PLANE82高阶平面单元进行分析。 8.3.2 求解过程 8.3.2.1 定义工作目录及文件名启动ANSYS Mechanical APDL Product Launcher窗口，如图8.8所示。在License下拉选框中选择ANSYS Multiphysics产品，在Working Directory输入栏中输入工作目录：C:\ANSYS12.0 Structural Finite Elements Analysis and Practice\Chapter 8\8-1，在Job Name一栏中输入工作文件名：Chapter8-1。以上参数设置完毕后，单击Run按钮运行ANSYS。

图8.8 ANSYS设置窗口菜单可以先在目标文件位置建立工作目录，然后单击Browse按钮选择工作目录；也可以通过单击Browse按钮选择工作文件名。 8.3.2.2 定义单元类型和材料属性选择Main Menu>Preferences命令，出现Preferences for GUI Filtering对话框，如图8.9所示，在Individual discipline(s) to show in the GUI中勾选Structural，过滤掉ANSYS GUI菜单中与结构分析无关的选项，单击OK按钮关闭该对话框。图8.9 Preferences for GUI Filtering对话框

轮毂有限元分析说明书

目录 1设计项目名称 (2) 2设计目的和要求 (2) 3实验内容： (2) 4试验方法： (2) 5三维建模生成轮毂实体 (2) 6模型导入ANASYS过程 (13) 7定义材料属性 (13) 8划分网格 (14) 9 施加约束和载荷 (14) 10浏览及分析结果 (16) 11参考文献 (17)

1设计项目名称大型工程软件综合课程设计 2设计目的和要求 (1)掌握应用catia实体建模方法。 (2 )掌握应用ansys进行简单有限元分析方法，要求学生能对问题进行分析，自己独立完成。 3实验内容：利用CATI A画出轮毂实体模型,然后倒入ANASY对轮毂进行有限元分析，观察轮毂在静止时面受力变化情况。 4试验方法：合理利用好CATIA和ANASYS各命令，完成实体建模与分析 5三维建模生成轮毂实体 (1)打开CATIA软件:开始→机械设计→零部件设计。 (2)单位设置：工具→选项→单位→把长度单位改为毫米→单击确定。 (3)由XY平面进入草图，以原点为圆心画一个半径为200mm的圆，退出草图，将圆拉伸成280mm的凸台。 (4)由yz平面进入草图，用直线命令画出插入几何体的平面轮廓如图：

图5.1 (5) 退出草图，将轮廓曲面绕圆柱轴线旋转360°，结果如图：图5.2

(6)生成新的实体：图5.3 (7)由圆柱上平面，进入草图，以原点为圆心画一个半径为190mm的圆，退出草图，将做深度为20mm的凹槽。结果如图：图5.4

(8) 由YZ平面进入草图，利用线命令画出插入体的平面图形，如图所示：图5.5 (9) 退出草图，将插入面绕圆柱轴线旋转360度,如图：图5.6

风力发电机调试步骤指导和措施

风力发电机调试程序和措施大唐峰峰发电厂风电生产准备部风力发电机调试程序和措施一. 概述 1. 风力发电机组调试的任务是将机组的各系统有机的结合在一起，协调一致，保证机组安全、长期、稳定、高效率地运行。调试分厂内调试和现场调试两部分。 2. 调试必须遵守各系统的安全要求，特别是关于高压电气的安全要求及整机的安全要求，必须遵守风机运行手册中关于安全的所有要求，否则会有人身安全危险及风机的安全危险。调试者必须对风机的各系统的功能有相当的了解，知道在危急情况下必须采取的安全措施。总之，调试必须由通过培训合格的人员进行。尤其是现场调试，因为各系统已经完全连接，叶片在风力作用下旋转做功，必须小心完全按照调试规程中的要求逐步进行。二. 厂内调试风机厂内调试是尽可能地模拟现场的情况，将系统内的所有问题在厂内调试中发现、处理，并将各系统的工作状态按照设计要求协调一致。由于厂内条件限制，厂内调试分为两个部分：轮毂系统调试和机舱部分调试。 1. 轮毂调试 1.1. 轮毂是指整个轮毂加上变桨系统、变桨轴承、中心润滑系统组成一个独立的系统。在调试时用模拟台模拟机组主控系统。调试的目的是检查轴承、中心润滑系统、变桨齿轮箱、变桨电机、变桨控制系统、各传感器的功能是否正常。 1.2. 调试准备 1.2.1. 调试前必须确认系统已经按照要求装配完整，系统在地面固定牢固，系统干燥清洁。变桨齿轮箱与轴承的配合符合要求。 1.2.2. 连接调试试验柜与轮毂系统，进行通电前的电气检查确认系统的接地及各部分的绝缘达到要求，检查进线端子处的电压值、相序正确。只有符合要求后才能向系统送电。 1.2.3. 送电采用逐级送电，按照电路图逐个合闸各手动开关。并检查系统的正常状态。 1.3. 轮毂调试

ANSYS有限元分析实例

有限元分析一个厚度为20mm的带孔矩形板受平面内张力，如下图所示。左边固定，右边受载荷p=20N/mm作用，求其变形情况 P 一个典型的ANSYS分析过程可分为以下6个步骤： ①定义参数 ②创建几何模型 ③划分网格 ④加载数据 ⑤求解 ⑥结果分析 1定义参数 1.1指定工程名和分析标题 (1)启动ANSYS软件，选择File→Change Jobname命令，弹出如图所示的[Change Jobname]对话框。 (2)在[Enter new jobname]文本框中输入“plane”，同时把[New log and error files]中的复选框选为Yes，单击确定 (3)选择File→Change Title菜单命令，弹出如图所示的[Change Title]对话框。 (4)在[Enter new title]文本框中输入“2D Plane Stress Bracket”，单击确定。 1.2定义单位

在ANSYS软件操作主界面的输入窗口中输入“/UNIT,SI” 1.3定义单元类型 (1)选择Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete命令，弹出如图所示[Element Types]对话框。 (2)单击[Element Types]对话框中的[Add]按钮，在弹出的如下所示[Library of Element Types]对话框。 (3)选择左边文本框中的[Solid]选项，右边文本框中的[8node 82]选项，单击确定，。 (4)返回[Element Types]对话框，如下所示 (5)单击[Options]按钮，弹出如下所示[PLANE82 element type options]对话框。

风电场风力发电机组调试作业指导书

附件9 中国国电集团公司风电场风力发电机组调试作业指导书 1 目的本作业指导书是为规范风力发电机组的现场调试工作编制，主要包含了风力发电机组现场调试工作的项目、步骤和记录，为保证调试工作的标准化提供了参考依据。 2 范围本作业指导书适用于中国国电集团公司全资或控股建设的风力发电机组的现场调试工作，各项目公司应参照本指导书要求，结合风力发电机组型号，分别编制对应机型的调试作业指导书。现场具体机型的调试作业指导书应包括但不限于本作业指导书中涉及到的技术内容。 3引用标准和文件《风力发电机组安全要求》GB/T 1845.1.1- 《风力发电机组通用试验方法》GB/T 19960.2- 《风力发电机组功率特性试验》GB/T 18451.2- ，IEC61400-12:1998 《风力发电机组控制器试验方法》GB/T 19070- 《风力发电机组齿轮箱》GB/T 19073- 《风力发电机组验收规范》GB/T 20319- 《电能质量公用电网谐波》GB/T 14549-93

《风力发电机组异步发电机试验方法》JB/T 19071.2- 《风力发电场安全规程》DL 796- 《风力发电机组偏航系统第2部分试验方法》JB/T 10425.2- 《风力发电机组制动系统第2部分试验方法》JB/T 10426.2- 《风力发电机组一般液压系统》JB/T 10427- 《风力机术语》JB/T 7878-1995 4 术语和定义本作业指导书中的术语及定义均参照《风力机术语》使用。根据风力发电机组不同机型具体调试内容的差异，本指导书所涉及的特定术语的指示或有不同，宜根据调试的具体机型编制适用的术语和定义。 5 调试前的准备调试前须确认风力发电机组、配电变压器等相关设备安装工作已经过验收，无遗留缺陷；检查基础接地报告检测数据合格；风力发电机组已具有紧急情况下能够使用的安全设备（安全带、安全绳、安全滑轨等）、灭火器、急救装置等。 5.1技术文件准备 (1)调试方案。 (2)调试技术手册：各零部件说明书及接线图，必要的电气、液压、机械图纸、机组通讯连接拓扑图等。 (3)对应机组的参数列表。 (4)出厂调试记录。

电动汽车轮毂式驱动电机有限元分析_尚军军

北京力学会第18届学术年会论文集：计算力学电动汽车轮毂式驱动电机有限元分析尚军军杨庆生（北京工业大学机电学院，100124）摘要：本文确定了电动汽车轮毂式驱动电机的参数，采用了分数槽的方式，有效地减小了电动机运转时所产生的转矩脉动。利用有限元软件对电动机的磁场进行了分析和计算，在 ANSYS中导入2-D模型，并对该模型进行划分网格、加载、求解，得到永磁直流电机的磁场磁力线分布图、磁通密度模值、磁通密度矢量显示图、磁场强度分布图等分析结果，说明了采用分数槽的钕铁硼永磁直流电动机具有磁性能好，磁化均匀，利用率高等优势。关键词：永磁无刷直流电动机，分数槽，有限元一、轮毂式驱动电机的参数选择通过查阅文献，本文采用适合作轮毂驱动电机的三相永磁无刷直流电动机。从减少电动机的定子齿槽引起的转矩脉动，从而降低电动机运转时产生的噪声的角度出发，采取分数槽技术。分数槽[1]是指电机的每极每相槽数为分数，它提高了槽满率，改善了反电势波形的正弦性，提高了电动机的性能。电机的槽数为51，极数为46，永磁材料为钕铁硼，它的额定数据如表1所示。表1 轮毂式驱动电机的额定参数额定功率额定转速额定运行电压额定运行电流最大转矩起动转矩倍数 2.7kw1000r/min 216v 14A 50Nm 5 二、轮毂电机的有限元分析首先创建有限元模型[2]。进入偏好设置，选择电磁分析选项中的Magnetic-Nodal, 设置好分析类型。进入前处理器并定义单元类型为Magnetic Vector下的Quad 8 node 53。定义材料属性：空气的相对磁导率值为1，材料编号为1；转子壳材料编号为2，相对磁导率为8000；永磁体材料编号为3，相对磁导率为1.14，磁化方向为X轴正方向，永磁体的矫顽力为755740A/m。电磁场分析模型可用AUTOCAD绘制并生成面域的SAT图形导入。导入后将其转化成ANSYS模型，并显示出来，对其进行布尔操作，使各个不同的面分开。建立局部坐标系，确定永磁体的充磁方向，通过三点在46个磁钢上建立46个局部坐标系。其次，进行网格剖分。给几何图形中各部分分配单元及材料属性，单