空实心方截面梁的力学分析.pdfVIP

研究与分析 2012年第5期(总第121gq)·机械研究与应用 · 空 实心方截面梁的力学分析 白 艳 (国电联合动力技术有限公司，北京 100039) 摘 要：前法兰是兆瓦级双定子直驱风力发电机组的主要承载部件，设计要求极其苛刻。因此，结构设计采用 内囤、外 圈、数根方管和腹板进行焊接形成箱体结构。先采用工程算法分别对应用于前法兰的空心方截面梁和 实心 方截面梁进行 了在相同弯矩或扭矩作用下的力学分析，再利用ANSYS有限元软件对两者做了静力分析，验证 了工程算法的推导结论。结果表明，前法兰结构中选取合适大小的方管作为焊接主体不仅能达到厚钢板所 能满足的强度要求 ，还能减轻结构重量、降低成本 。 关键词 ：双定子 ；直驱风力发 电机 ；空心方截面；实心方截面 中图分类号：TK83；0327 文献标识码：A 文章编号：1007—4414(2012)05—0012-04 Themechanicalanalysisofhollow square——sectionbeam andsolidsquare——section beam Bai Yall (GuodianunitedpowertechnologyCo．，Ltd，Beifing 100039，China) Abstract：Asan importantcomponentusedinMW double—statorwindgenerator，therfontflangehasextremestrictrequire— ments．Sothestructureisdesignedwithinnerring，outerring，severalsquaretubesandpectoralplatesweldedtogether．A engineeringcalculationisfirstlyutilizedtoanalyzeahollow square—sectionbeam andasolidsquare—sectionbeam ，whenthey sufferthesamebendingmomentortorque．ThenANSYSisadoptedtoanalyzebothofthem andcertifythepreviousresults． Theresultsshow thatchoosingpropersquaretubesasthemainsupportingpartscouldnotonlysatisfytherequirementsofthe rfontflange，butalsoreduceweightandcost． Keywords：double-stator；direct-drivewindturbogenerator；hollow square-sectionbeam ；solidsquare—sectionbeam 1 引 言 能下所显示的外部特性，以此判断相同尺寸或重量下 随着近年来风能需求的 日益增加，风力发电机的 两者的力学行为。 单机容量也不断增大，取消增速机构 由风力机直接驱 2 理论分析 J 动低速发电机成为风力发电技术的发展趋势。直驱 等直梁在纯弯曲时横截面上任一点处正应力为： 式发电机具有结构简单、总体积小、效率高、安装和维 or=M／ (1) 护费用低、可靠性高、对风能波动和负载变化响应快 式中： 为横截面上的弯矩； 为抗弯截面系数。 等优点…。它 已成为风力发 电机 的一个重要选择。 闭口薄壁截面等直梁在 自由扭转时可认为切应 笔者设计的是双定子直驱式永磁风力发电机 。