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新能源专题
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 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 Hub
Deng Liang Liu Ping
(Dongfang Turbine Co., Ltd, Deyang,Sichuan 618000)
Abstract According to German Germanischer Lloyd (GL) certification guideline, the strength
and fatigue of 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 ponents of wind
turbine according to GL.
Key words:wind turbine;hub;GL guideline;fatigue analysis
设计有指导意义的结论和设计分析标准。
1 引言
轮毂的几何结构
现代兆瓦级风力发电机组设计、制造一般需要 2
通过相关的认证,它是对风力发电机组的“合格评 轮毂的几何结构
审”。严格的风力发电机组认证在某些国家是法律风力发电机组的轮毂具有较为复杂的三维几何
强制要求的。目前,国际上通用的风电认证规范有形态,通常采用球墨铸铁铸造而成。图 1 为某轮毂
IEC WT01 认证规范和德国劳埃德(GL)认证规范。的三维实体模型。
当前我国的风电产业的发展还处于引进消化吸CAMEO楷模CAE案例库
收阶段,国内很多关键零部件需要根据 GL 认证规
范进行设计和分析。
风力发电机组关键部件中,轮毂是其中受力情
况最为复杂且可靠性要求最高的关键部件之一。它
将风轮产生的扭矩等载荷传递给主轴,受到周期性
图风力发电机组轮毂实体模型
载荷和随机性载荷的综合作用,设计寿命 20 年。 1
轮毂受力分析[1]
轮毂的失效形式有两类:
作用在轮毂上的载荷包括叶片上气动力在叶根
(1)极限工况下,在应力集中区域的材料塑性
处产生的弯曲力矩、重力和惯性载荷,以及主轴对
变形或破坏。
轮毂的反作用力。
(2)随机载荷作用下的疲劳破坏。
风力机