本文摘要：摘要：本文從風電機艙罩彈性支撐的研發意義出發，詳細闡述了風電機艙罩彈性支撐的有限元分析、設計、生產及檢驗，對今后研發和實現風電機艙罩彈性支撐規�；拖盗谢兄匾闹笇б饬x。 關鍵詞：風電機艙罩;有限元分析;結構設計 引言 隨著能源與環境問題的
摘要：本文從風電機艙罩彈性支撐的研發意義出發，詳細闡述了風電機艙罩彈性支撐的有限元分析、設計、生產及檢驗，對今后研發和實現風電機艙罩彈性支撐規�；拖盗谢兄匾闹笇б饬x。
關鍵詞：風電機艙罩;有限元分析;結構設計
引言
隨著能源與環境問題的日益突出，世界各國正在把更多目光投向可再生能源，其中風能因其自身優勢，作為可再生能源具有巨大蘊藏量、可再生、分布廣、無污染的特性，成為全球普遍歡迎的清潔能源，因而風力發電機得到了快速的發展，然風力發電機需多連接件相應的進行了研制開發，彈性支撐作為齒輪箱和主機架之間、發電機和金屬底架之間的阻尼元件，其主要作用是吸收變形和減少應力、減弱結構噪聲的傳遞。需特別指出，發電機彈性支撐要具備發電機安裝位置的調整功能，以確保驅動鏈對中，減少附加載荷。本文以2.0MW風電機艙罩彈性支撐作為設計對象，通過限元分析、設計、生產及檢驗等詳細闡述了風電機艙罩彈性支撐的研制過程。
風電方向評職知識：風電技術應用論文發表方法
一.風電機艙罩彈性支撐的應用條件
1.應用環境(1) 運行環境溫度：-30℃～+40℃工作,生存溫度范圍-40～+50℃工作外(2) 最大濕度：<95%，短時100%;平均濕度50%。(3)特殊環境：有風、沙、雨、雪天氣、偶有鹽霧、酸雨、沙塵暴等現象;2.產品作用：吸收變形和減少應力、減弱結構噪聲的傳遞要具備發電機安裝位置的調整功能，以確保驅動鏈對中，減少附加載荷。3.產品性能:(1) 產品垂向(徑向)剛度10×(1±15%)kN/mm; (2)高低溫試驗產品靜態剛度變化率≤5%;(3)疲勞試驗后靜態垂向剛度10×(1±15%)kN/mm.
二.風電機艙罩彈性支撐有限元分析
2.1 材料屬性
表1金屬材料屬性表
材料
模量
泊松比
Q235
210GPa
0.3
表2橡膠材料屬性表
材料
C10
C01
63°sha
0.45
0.13
2.2 建模、邊界條件設置、網格劃分
本有限元分析運用ABAQUS軟件進行計算。本文分析中所采用的單位系統為SI(mm)，即mm、N、MPa，此報告文字及圖片中出現的任何數字，如果未注明，都采用此單位系統。
底面固定，上蓋頂面中心位置加載集中載荷120kN
2.3分析結果
垂向載荷0~120kN間的垂向剛度為11.2N/mm。
金屬最大應力為167.8MPa，上蓋最大應力為149.1MPa，隔板最大應力為167.8MPa，底板最大應力為152.4MPa。
橡膠最大應力為24.2MPa，最大應變為2.52，應力應變最大位置位于橡膠與外隔板小端外部接觸位置。
2.4結論
發電機彈性支撐55度膠料硬度計算的垂向剛度符合設計要求，金屬最大應力小于材料的屈服強度，滿足要求。
3、風電機艙罩彈性支撐試制
3.1模具開發
模具開發是實現風電機艙罩彈性支撐制作生產的第一步，而模具分模及起模方的合理性，是確保制造和脫模順利進行的重要環節。為了實現模具制作的合理性，重點需要解決好以下幾點：
模具必須具有足夠的強度和剛度，能夠承受模壓等求壓力;
模具有良好的保壓的性能;
模具具有良好的開模性能;
模具具有一定的重復使用率。
3.2產品成型工藝
鐵件前處理 煉膠 硫化 起模鐵件前處理包括S鐵件除銹，涂膠黏劑等;
煉膠是指將原生態膠加上炭黑、硫磺、白炭黑等在煉膠上進行混制，達到所需的硬度及性能。
硫化是要確保上下模的溫度，一般上下模溫度控制在120℃—150℃，硫化時間為30min—50min。
3.3產品修整
對起模后的產品用美工刀等工具進行修邊等處理，檢查硫化橡膠表面是否有裂痕等異�，F象，對修整完的產品放到25℃的恒溫室進行恒溫24H，等待進行試驗檢測。
4、風電機艙罩彈性支撐試驗
4.1靜態試驗
將產品置于標準溫度(23±2)℃下，恒溫24h;
測量并試驗記錄產品自由高;
預加載0～120kN停3分鐘后，以20mm/min加載0～120kN
記錄正式加載過程的載荷-位移曲線，并計算0～25kN間的割線剛度，要求為10X(1±15%)KN/mm。
4.2高低溫試驗
驗方法:靜態垂向剛度試驗完成后;將產品放置高低溫箱中，在-25℃環境恒溫24h后取出垂向靜剛度試驗(30分鐘內)，記錄產品自由高和(0～35)kN間割線剛度并計算剛度變化率。在+50℃環境恒溫24h后取出做垂向靜剛度試驗(30分鐘內)，記錄產品(0～35)kN間割線剛度并計算剛度變化率。
試驗結果：
試驗溫度
靜態垂向剛度
試驗剛度
剛度變化率
判定
-25℃
9.5KN/mm
9.7KN/mm
2.1%
合格
+50℃
9.5KN/mm
9.2 KN/mm
3.1%
合格
4.2疲勞試驗
試驗方法: 垂向預載16.5kN，振幅±2.3kN，加載200萬次，記載剛度變化率，觀察橡膠體完好情況,試驗完成后對產品的自由高和垂向靜剛度進行測量記錄;
試驗結果： 橡膠與金屬無開膠、橡膠無裂紋等異�，F象;疲勞試驗后靜態垂向剛度9.6kN/mm，滿足要求;
4、結束語
(1)利用橡膠材料的高彈性及其剛度成柔性變化，成功研制出風電機艙罩彈性支撐，同時利用ABAQUS有限元分析，對產品結構進行優化設計，更加確保了產品的可靠性;(2)對機艙罩彈性支撐模具開發及產品試制，進行靜態剛度試驗、高低溫試驗、疲勞試驗，均符合設計要求;(3)依據以上思路，對不同風力發電機的機艙罩彈性支撐的設計研發有重要的知道作用。
參考文獻： [1]Germanischer Llyd.風力發電機組認證指南2010.01
作者：王憲華 劉淑敏 呂玉清 劉從興 曲凡旭
轉載請注明來自發表學術論文網：http://www.bj-ticket.cn/dzlw/23355.html
