子模型方法在风力机法兰连接有限元分析中的应用.pdf

《子模型方法在风力机法兰连接有限元分析中的应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、试验研究现代制造工程2010年第7期子模型方法在风力机法兰连接有限元分析中的应用‘张炯1，袁带英2(1广西工学院职业技术教育学院，柳州545006；2四川建筑职业技术学院交通与市政工程系，德阳618000)摘要：风力机塔筒法兰连接尺寸大，螺栓连接多，对其进行有限元分析时，由于网格数量大，接触体多，所以计算时间较长，效率过低。为解决这类问题，将子模型方法与有限元计算相结合，分别在预紧力工况和工作工况下进行接触非线性有限元分析，得到接触应力随接触状态的变化情况，提高了工作效率，为大型零／部件的有限元分析提供了参考。关键词：子模型方法；风力机；法兰；有限元分析中图分类号：TK83文献

2、标识码：A文章编号：167l—3133(2010)07—0005—05Theapplicationofsub．modelinfiniteelementanalysisofwindturbineflangeconnectionZHANGJion91，YUANDai—yin92(1r11leCoUegeofVocationalandTechnicalEducation，GuangxiUniversityofTechnology，Liuzhou545006，Guangxi，China；2DepartmentofTrafficandMunicipalEngineering，Sichua

3、nCollegeofArchitecturalTechnology，Deyang618000，Sichuan，China)Abstract：Thewindturbinetowerflangeconnectionhavebigsize，andalotofboltconnectiong，becauseofthebignumberof画dandconmcts，whendofiniteelementanalysisforit，thecomputationtimeislonger，theefficiencyistoolow．Inordertosolvetheseissues，combin

4、ingsub-modelmethodwithfiniteelementmethod．Throughthenonlinearfiniteelementanalysisofcontactinthepreloadconditionandworkingconditionrespectively，andthengetthechangesofcontactstressindifferentcontactstates，thismethodimprovetheefficiencyandprovideareferenceforh学partsofthefiniteelementanalysis．K

5、eywords：sub．modelmethod：windturbine；flange；finiteelementanalysis0引言法兰连接是风力机上应用较多的重要结构，在很大程度上影响整个设备的运行以及工作效率⋯。法兰连接结构尺寸较大，为了得到较为准确的有限元分析结果，网格数量也较大，其分析过程是典型的接触非线性问题。在载荷作用下接触边界条件在计算开始前无法确定，两接触物体之间的接触面积、压力分布及接触变形量等都随载荷的施加过程而变化，且与接触体刚度特性密切相关。计算法兰连接在接触状态下的变形和应力大小，对分析其结构强度和可靠性具有重要意义。然而法兰连接模型单元数量巨大，加

6、之接触问题的非线性，常常导致计算不容易收敛，计算耗费时问很长瞄J。为了提高计算效率，可以运用子模型法进行分析求解，即在整体有限元分析结果的基础上，针对特定·国家自然科学基金资助项目(50375161)；重庆市科技攻关计划项目(csc咖AB3052)[7]徐玉秀，郭威，张吉恒．多重分形在耦合故障诊断分类中的应用研究[J]．机械科学与技术，2006，25(3)：363—366．[8]李力，何婷．小波能量商在汽车发动机故障诊断中的应用[J]．汽车工程，2009，31(2)：193—196．作者简介：王炳成，博士。教授，从事故障诊断研究。E—mail：wbc8636@sina．COm收

7、稿日期：2009-10-085现代制造工程2010年第7期试验研究的结构部位(如应力较大或存在应力集中的区域等)分解出结构的局部模型，并进行网格细化，然后调用全局模型的计算结果作为边界条件进行分析求解，这样既减小了计算量，又能得到较为准确的结果。本文采用MSC．Marc软件强大的非线性处理功能来进行分析，它不仅支持多种复杂的材料模型以及材料的实验数据拟合，而且很容易模拟复杂的接触边界条件以及涉及多种加载历程的问题，运用其中的高级功能，选择合理的单元，通过接触非线性分析，得到法兰连接在预紧工况