一種風機焊接件疲勞壽命校核的計算方法
【專利摘要】一種風機焊接件疲勞壽命校核的計算方法，屬于風力發(fā)電【技術領域】。通過建立風機焊接件假體模型，施加重力載荷，確定邊界條件；采用有限元軟件進行計算，得出整體結構應力、位移邊界條件信息；以此確定各連接部件應力最大點為模型危險節(jié)點，經(jīng)計算得到整體結構危險點應力σ；計算得出所述風機焊接件的壽命。本發(fā)明可以對風機上所有焊接件進行疲勞壽命校核，適用性非常廣。計算過程簡單易行，計算量小，結果更準確，便于實施。
【專利說明】一種風機焊接件疲勞壽命校核的計算方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于風力發(fā)電【技術領域】，特別是涉及一種風機焊接件疲勞壽命校核的計算 方法，是校核風機焊接件疲勞壽命一種更通用方法，可以廣泛用于多種結構風機焊接件疲 勞壽命校核。

【背景技術】
[0002] 由于結構形式多樣，工序比較簡單同時加工成本較低等優(yōu)點，焊接結構件在兆瓦 級風機中應用越來越多。例如風機中各種支架結構，包括導流罩支架、機艙罩支架，電器柜 支架等多個部件均采用焊接結構形式；同時，焊接形式的風機底架也應用越來越多。不過由 于焊接件存在熱影響區(qū)和容易形成應力集中的特點，造成焊接件疲勞性能較差。加上風機 結構受力都是交變載荷的特點，風機上的焊接件極易發(fā)生疲勞破壞，各部件的安全與否直 接關系到整個機組的安全。由于焊接件結構復雜很難用工程算法對焊接件的疲勞壽命進行 校核計算，這里提出一種通用的基于有限元計算方法校核風機焊接件的疲勞壽命，解決風 機焊接件疲勞安全問題。


【發(fā)明內容】

[0003] 針對上述存在的技術問題，本發(fā)明提供一種風機焊接件疲勞壽命校核的計算方 法，其計算簡單易行，便于實施。
[0004] 本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的：
[0005] 本發(fā)明一種風機焊接件疲勞壽命校核的計算方法，包括如下步驟：
[0006] 第一步：建立風機焊接件假體模型，以設定邊界條件；
[0007] 第二步：對所述風機焊接件的假體結構幾何模型進行有限元網(wǎng)格劃分，列出各連 接部件單兀類型；
[0008] 第三步：設置風機焊接件整體結構重力載荷和邊界條件，分析中，約束焊接件固定 位置處節(jié)點三個方向的平動自由度；同時，對整個模型施加重力載荷；
[0009] 第四步：對整體結構有限元模型進行計算求解，分析采用ANSYS有限元軟件進行 計算，得出整體結構應力、位移邊界條件信息；
[0010] 第五步：建立子結構模型：根據(jù)第四步整體結構應力確定各連接部件應力最大點 為模型危險節(jié)點，在該危險節(jié)點處建立子結構模型，并對其加載第四步得到的位移邊界條 件；
[0011] 第六步：對子模型結構進行求解計算并提取危險點應力，經(jīng)計算得到整體結構危 險點應力O ;
[0012] 第七步：計算焊縫疲勞壽命：設定焊縫等級，同時根據(jù)該焊縫危險點應力〇，計算 得出所述風機焊接件的壽命。
[0013] 本發(fā)明的有益效果為：
[0014] 1.本發(fā)明可以對風機上所有焊接件進行疲勞壽命校核，適用性非常廣。
[0015] 2.本發(fā)明計算過程簡單易行，計算量小，結果更準確，便于實施。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明的熱點應力法示意圖。
[0017] 圖2為本發(fā)明實施例中導流罩結構整體模型示意圖。
[0018] 圖3為圖2導流罩連接結構有限元模型示意圖。
[0019] 圖4為子模型結構網(wǎng)格劃分示意圖。
[0020] 圖中：hot point-熱點；reference points-參考點；structural stress-結構應 力；computed total stress-計算總應力；t_壁厚；F-外力

【具體實施方式】
[0021] 下面通過實施例和附圖對本發(fā)明作進一步詳述。
[0022] 實施例：本例是針對某MW級風力發(fā)電機導流罩支架結構疲勞壽命校核計算。其具 體步驟如下：
[0023] 第一步：建立風機焊接件假體模型，以設定邊界條件；本例是建立前后導流罩支 架結構和導流罩假體模型，為了施加邊界條件需要建立了導流罩假體結構，整個結構如圖2 所示；
[0024] 第二步：對所述風機焊接件的假體結構幾何模型進行有限元網(wǎng)格劃分，列出各連 接部件單元類型；本例即對導流罩連接結構幾何模型進行有限元網(wǎng)格劃分，各連接部件單 元設置情況詳見表1，整個機構有限元模型如圖3所示：
[0025] 表 1
[0026]

【權利要求】
1. 一種風機焊接件疲勞壽命校核的計算方法，其特征在于：包括如下步驟： 第一步：建立風機焊接件假體模型，以設定邊界條件； 第二步：對所述風機焊接件的假體結構幾何模型進行有限元網(wǎng)格劃分，列出各連接部 件單元類型； 第三步：設置風機焊接件整體結構重力載荷和邊界條件，分析中，約束焊接件固定位置 處節(jié)點三個方向的平動自由度；同時，對整個模型施加重力載荷； 第四步：對整體結構有限元模型進行計算求解，分析采用ANSYS有限元軟件進行計算， 得出整體結構應力、位移邊界條件信息； 第五步：建立子結構模型：根據(jù)第四步整體結構應力確定各連接部件應力最大點為模 型危險節(jié)點，在該危險節(jié)點處建立子結構模型，并對其加載第四步得到的位移邊界條件； 第六步：對子模型結構進行求解計算并提取危險點應力，經(jīng)計算得到整體結構危險點 應力〇 ; 第七步：計算焊縫疲勞壽命：設定焊縫等級，同時根據(jù)該焊縫危險點應力〇，計算得出 所述風機焊接件的壽命。
【文檔編號】G06F17/50GK104408253SQ201410693467
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月26日 優(yōu)先權日:2014年11月26日
【發(fā)明者】栗蔭帥 申請人:沈陽華創(chuàng)風能有限公司, 青島華創(chuàng)風能有限公司, 通遼華創(chuàng)風能有限公司, 寧夏華創(chuàng)風能有限公司