基于多體動力學(xué)的大型風(fēng)力機柔性結(jié)構(gòu)動力學(xué)仿真研究.pdf

1、本文主要對大型風(fēng)力發(fā)電機組關(guān)鍵部件及整機進行結(jié)構(gòu)動力特性分析。研究運用混合多體動力學(xué)方法建立風(fēng)力發(fā)電機組整機動力學(xué)模型，該模型由葉片等柔性構(gòu)件和機艙等相對剛性的構(gòu)件組成。對于剛性構(gòu)件運用多剛體系統(tǒng)動力學(xué)方法建模。對于柔性構(gòu)件，應(yīng)用超級單元(superelement)的建模方法，將其離散為由帶有力元彈簧和阻尼器的萬向節(jié)與旋轉(zhuǎn)鉸連接的有限個剛體?；旌隙囿w系統(tǒng)中各剛體通過約束和鉸相聯(lián)系，應(yīng)用Lagrange方程建立系統(tǒng)運動微分方程。運用MSC

2、.ADAMS的求解器求解該代數(shù)-微分方程。對風(fēng)力發(fā)電機零部件及整機使用SolidWorks軟件進行三維建模，把三維模型導(dǎo)入ADAMS軟件中，運用ADAMS/Vibration振動分析模塊來實現(xiàn)風(fēng)力機關(guān)鍵部件及整機的動力特性與響應(yīng)的分析。
　　 將風(fēng)力發(fā)電機機系統(tǒng)離散為葉片、塔架及風(fēng)輪軸等組成的柔性多體子系統(tǒng)和機艙、輪轂等組成的剛性多體子系統(tǒng)，考慮到風(fēng)力機實際工作特性，將葉片和塔架及風(fēng)輪軸離散為由帶有力元彈簧和阻尼器的鉸連接的有限

3、個剛體，其中彈簧的特性參數(shù)運用超級單元方法進行分析，利用材料力學(xué)彎曲梁撓曲線方程導(dǎo)出了反映構(gòu)件橫向和扭轉(zhuǎn)變形的彈簧剛度系數(shù)的計算公式，對于不管是否成規(guī)則線性變化的截面梁，提出了兩種彈簧剛度系數(shù)的計算方法。
　　 針對一個1.5MW風(fēng)力機組進行系統(tǒng)動力特性分析。首先對塔架和葉片進行了動力學(xué)分析，研究了超級單元的彈簧剛度系數(shù)計算方法對于結(jié)果精度的影響；研究了葉片旋轉(zhuǎn)運動對其結(jié)構(gòu)特性特別是動力特性的影響；最后分析了風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)的固有