基于MSC.Patran的風(fēng)電機(jī)組塔架參數(shù)化有限元分析系統(tǒng)研究

【摘要】：塔架是風(fēng)電機(jī)組重要的承載部件,不僅支撐整個機(jī)組,還承受風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行時各種載荷產(chǎn)生的影響。為確保機(jī)組在各種載荷工況下正常運(yùn)行,降低成本、減輕重量。對塔架強(qiáng)度和剛度校核是非常必要的。采用通用有限元分析軟件的GUI(Graphical User Interface)操作方式對塔架進(jìn)行有限元分析所需工作量很大,特別是在前處理部分需要頻繁修改塔架幾何尺寸與有限元模型的單元大小等參數(shù),分析結(jié)果受操作人員技術(shù)水平、理論知識、甚至個人經(jīng)驗(yàn)的影響。 為提高風(fēng)電機(jī)組塔架設(shè)計(jì)與分析效率,本文首先根據(jù)塔架靜強(qiáng)度分析與動態(tài)特性分析的特點(diǎn)提出系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案,確定了系統(tǒng)的工作流程,分析了系統(tǒng)的前處理模塊、計(jì)算分析模塊及后處理模塊的主要功能；其次研究了塔架參數(shù)化有限元分析的實(shí)現(xiàn)方法,針對塔架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),采用點(diǎn)坐標(biāo)編號方式實(shí)現(xiàn)塔架幾何模型的參數(shù)化建模,以截面分組與設(shè)定邊線網(wǎng)格種子方法實(shí)現(xiàn)塔架有限元模型建立。最后通過對塔架有限元模型的單元與節(jié)點(diǎn)編號的控制實(shí)現(xiàn)塔架前處理中邊界條件、材料屬性及載荷的定義,后處理中結(jié)果的提取等操作。 以有限元分析軟件MSC.Patran為平臺,應(yīng)用該軟件的參數(shù)化設(shè)計(jì)語言PCL(Patran Command Language),實(shí)現(xiàn)了塔架參數(shù)化有限元分析的流程化操作,建立了風(fēng)電機(jī)組塔架有限元分參數(shù)化有限元分析系統(tǒng)。并以某型1.5MW風(fēng)電機(jī)組塔架靜強(qiáng)度和動態(tài)特性分析為例對該系統(tǒng)驗(yàn)證,結(jié)果表明應(yīng)用本系統(tǒng)不但可以得到準(zhǔn)確的分析結(jié)果,而且還提高了塔架的設(shè)計(jì)效率。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電機(jī)組 塔架 有限元 參數(shù)化 截面分組
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TM315
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 風(fēng)電發(fā)展背景10-12
• 1.1.1 國外風(fēng)電的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢10-11
• 1.1.2 國內(nèi)風(fēng)電的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢11-12
• 1.2 風(fēng)電機(jī)組技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢12-13
• 1.2.1 國外風(fēng)電機(jī)組技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢12
• 1.2.2 國內(nèi)風(fēng)電機(jī)組技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢12-13
• 1.3 課題來源及內(nèi)容13-15
• 1.3.1 課題來源13
• 1.3.2 課題意義13-14
• 1.3.3 課題內(nèi)容14-15
• 第二章 風(fēng)電機(jī)組塔架結(jié)構(gòu)分析15-26
• 2.1 風(fēng)電機(jī)組塔架概述15
• 2.2 有限元分析及其風(fēng)電行業(yè)應(yīng)用15-17
• 2.2.1 有限單元法的發(fā)展15-16
• 2.2.2 風(fēng)電行業(yè)有限元分析應(yīng)用16-17
• 2.2.3 風(fēng)電機(jī)組塔架分析概述17
• 2.3 塔架靜強(qiáng)度分析17-22
• 2.3.1 塔架結(jié)構(gòu)模型17-18
• 2.3.2 塔架載荷與工況分析18-21
• 2.3.3 塔架有限元模型21-22
• 2.4 塔架動態(tài)特性分析22-25
• 2.4.1 塔架模態(tài)分析的意義22
• 2.4.2 塔架模態(tài)分析中的有限單元法22-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第三章 風(fēng)電機(jī)組塔架有限元分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)26-32
• 3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案26-28
• 3.1.1 總體設(shè)計(jì)思想26-27
• 3.1.2 業(yè)務(wù)流程分析27-28
• 3.1.3 系統(tǒng)功能分析28
• 3.2 系統(tǒng)模塊劃分方法28-31
• 3.2.1 模塊劃分方法28-30
• 3.2.2 模塊功能分析30-31
• 3.3 本章小結(jié)31-32
• 第四章 風(fēng)電機(jī)組塔架有限元分析參數(shù)化建模32-45
• 4.1 參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)概述32
• 4.2 塔架參數(shù)化模型建模32-44
• 4.2.1 塔架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及塔架有限元模型簡化32-34
• 4.2.2 塔架截面參數(shù)化建模34-37
• 4.2.3 塔架有限元分析自動化網(wǎng)格劃分37-44
• 4.3 本章小結(jié)44-45
• 第五章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與工程實(shí)例45-65
• 5.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法45-53
• 5.1.1 基于MSC.Patran的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)45-49
• 5.1.2 人機(jī)界面設(shè)計(jì)49-53
• 5.2 應(yīng)用實(shí)例53-63
• 5.2.1 某型號風(fēng)電機(jī)組塔架設(shè)計(jì)參數(shù)53-54
• 5.2.2 系統(tǒng)應(yīng)用54-63
• 5.3 本章小結(jié)63-65
• 第六章 結(jié)論65-66
• 參考文獻(xiàn)66-68
• 在學(xué)研究成果68-69
• 致謝69

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