风机叶片维修平台的结构设计研究

第二，设定单元类型及材料属性。由于传统两点吊起方法稳固性并不好，故在建模过程需要采用三维元梁开展。再加上传统机器易变形，应力能力差，需要开展简化加固。简化后，采用Q236支架作为空间梁架构建维修平台，予以BEAM187梁建立有限元模型。所有支架连接材料均可选用Q236，辅助弹性建模。则模量E=2.3*106MP.柏松比µ=0.2.由于支架重力并不能够简化，故此，密度p=7.32*10-7kg/mm3。
图1风机叶片维修平台
2.风机叶片维修平台的结构设计
2.1变量设计
第一，风机叶片维修平台常采用两吊点设计完成工序[4]。但是两吊点设计平衡能力差，需要增加配重或借助其他设施来帮助完成平衡。但是，这种方式并不科学。起步筋增加了风机维修平台的重量，也使安装程序变的复杂化。故此，可改善两吊点设计方式，开展三吊点调钢丝绳的受力情况，从而保证了维修平台的安全性能。采用三个吊点对风机叶片维修平台进行支撑，具有三角稳定性。故可保证维修平台的平衡和稳定，减少配重，降低平台的重量。再加上三点确定的平面，可避免平台在升降过程中出现扭转，更好的保护平台。第二，吊篮部分作为工作的重要组成部分，其起到称重和运送工作人员的作用。而上部支架作为下部吊篮的通道，可保证吊兰的水平移动。同时，其还能够通过提升机，完成吊点的定位。当前，常常将下部吊篮上面安装提升机，从而保证吊篮与懂得过程中提升机也随之变化。故此悬吊钢丝绳就会与竖直方向出现夹角，增加钢丝绳受力，是风机维修平台出现晃动。而采用吊篮和提升机分离的设计理念，可保证吊篮移动的过程中，提升机处于稳定状态。使悬挂钢丝绳处于竖直状态，增加了平台的稳定性。上部支架作为主要的受力机构，需要根据特定情况，结合结构性能进一步优化，以保证维修工作的开展[5]。
2.2算法应用
采用ANSYS模态分析理论，开展平台模型建设[6]。ANSYS提供的模态提取方法具有多样性，子空间发、分块法、缩减法、非对称发和QR阻尼法等等。在大多数算法中，常采用子空间法、分快法和缩减发完成计算。其有助于确定设计结果或机器部件的震动，及固有频率和振型。从而获取其能够承受的荷载，以便于舍弃其他参数。模态分析方法就是以整体模型的各阶主振型所对应的模态坐标来代替物理坐标，为微分方程解耦，转变为多个相互独立的微分方程。模态分析的核心内容是确定描述结构系统动态特性的模态参数，而开展的算法。理论上说，如解出系统的各阶模态，即可运用线性组合的方法得到系统任意激励下的影响。采用ANSYS模态分析理论开展模态分析具有以下好处。第一，可了解结构的固有频率，从而避免共振现象的产生。也可利用振动特性保持稳定性，后以特定的频度开展震动。第二，可帮助设计者认识到结构对于激励荷载的影响，但荷载需要注重类型的多样化。第三，了解结构振动的频率特点，可辅助开展动力分析，以求得控制参数，做市场分析的参考[7]。
1.风机叶片维修平台的结构组成
风能作为清洁环保的可再生资源，可利用风力发电机完成风能转化为电能[2]。叶片作为风力发电机的核心组成零件之一，对于能量的转化具有重要的作用。每年都要对风机叶片开展检查，以保证叶片的正常投产。但是风场条件较为恶劣，风机叶片长期处于空气之外，易出现故障。且风机结果复杂，导致对风机叶片维修困难。故设计了风机叶片维修平台，以提高风机叶片维修效率，保证能量转换的正常开展。风机叶片维修平台利用三维软件SolodWorks，开展平台建模。可利于表达设计思想，以便于更部件之间的连接。在风机叶片维修平台中，包含着吊篮、支架、提升机、安全锁、轮动轮和防撞轮等。可以分为两个部分，一个是上部支架，一个是下部吊篮。其通过轮动轮连接，可以实现上下运动。从而满足水平移动要求，完成风机叶片的维修[3]。具体构造，如图1所示。
2.3结构设计流程
第一，简化平台支架。需根据支架的特点机器受力情况，将模型简化，从而避免问题的产生，使其更好的为风机叶片维修做铺垫。在平台支架设计过程中，支架前端的防撞轮的作用并不明显，其对于支架受力情况并不起到实质性效果，故可简化。而支架上的安全锁和提升机重点，需要附着在悬吊钢丝绳上完成操作。其对于支架受力情况也无明显影响，故可以简化。支架连接杆焊接处，可采用节点代替，简化其他装置的连接[8]。
风机叶片维修平台的结构设计研究
摘要：目的：通过对风机叶片维修平台组成的了解，进一步分析其结构设计，从建模角度采用工况计算优化相关数据，推进新型风机叶片为求平台的研制。方法：本次通过三维软件SolodWorks建模，采用ANSYS开展应力分析，与实际应力情况相对比，从而完善新型风机叶片维修平台的设计，优化其性能。结果：通过分析可知，此次设计的新型风机叶片维修平台Max stress=90.3MPa，Deformation stress=11.3mm。故此次设计满足了安全系数的要求，具有较好的承力能力。结论：采用三吊点完善维修平台的钢丝绳连接，可提高平台的承重能力，增加安全系数。但在应用风机叶片维修平台的应用中，焊接点易出现变形，故应加固处理。
2.4风机叶片维修平台的数学模型构建
根据需要，可将风机平台设定为5000mm，宽2700mm，高590mm。根据风机维修中的重量情况，选用架子。可采用65*65*4的方管，经焊接制成风机维修平台支架，具体情况详见图2。在对维修平台开展建模分析时，材料的属性可以是多种多样的。其可分为线性、非线性、恒温与变温。在开展建模时，需要针对弹性模量和密度进行设定，保证建模的可行性。ANSYS系统，可提供多种模态。但平台结构体积较大，所以联合三维软件SolodWorks开展建模。其可应用于模态分析，从而求解网格划分和结构体积的大小。听过三维软件SolodWorks和ANSYS系统建立的模型，其敏感部位为结构。改变模态振型，从而改变结构，就可活动较大的固有频率，以便于避开震动对风机叶片维修平台的影响[9]。
关键词：风机叶片；维修平台；结构设计
引言
风机叶片是风电机的组成部分，其性能影响着整个系统的性能。叶片由于作业在高空地区，其需要经历各种温度及雨雪的侵袭，导致风机与叶片易遭到损害。具不完全统计，环境因素对风机叶片的损害巨大，使其每天都有可能酿成事故。故此，对风机叶片开展维修是十分必要的。当前，场次啊哟经风机叶片维修平台完成风机叶片的维修工作，以保证风电机的正常运转。但是，常规使用的风电机叶片维修平台在使用过程中，出现了稳定性不强，安全系数不高，应力效果差等问题，并不能满足当前高空叶片维修的需要。故此需要对风机叶片维修平台的设计进行优化，以提高风机叶片维修平台的使用性能，促进其更好的为风机叶片的维修工作服务[1]。