开发初期阶段的设计决策会对风力发电机的总体性能产生很大的影响。例如,考虑齿轮、轴以及轴承等关键零部件自身的变形,有效预测各个关键零部件之间的载荷传递,都会影响正确决策的产生。
在LMS Virtual.Lab中建立风力发电机系统的多体动力学模型,包括刚体模型和有限元模型。作用在叶片上的力通过仿真计算传递到整个风能发电机机械系统中。可以得到任何感兴趣构件上受到的作用反力。LMS Virtual.Lab能够预测不同部件的载荷和变形,例如轴承、齿轮、轴和轴箱,更加深入地了解系统的动力学性能。
基于试验的载荷特性识别
在风能发电机真实运转过程中通过精确测量得到载荷的方法对验证虚拟样机模型来说至关重要。LMS公司提供了所需的测量和分析系统,以及这一领域的专家来完成整机实际运行过程中的载荷特性识别工作。特定的子系统,例如传动系统,能够在可控的试验条件下进行测试。工程师可以选择测量点的数量,查看齿轮机组件的变形情况。
专业的齿轮分析
为了能够精确计算动态载荷,从而确保可靠的耐久性分析,LMS Virtual.Lab提供了专业的齿轮接触计算功能,例如考虑齿轮啮合动刚度的影响。为了评估轴不对中和轮齿鼓形修正对齿轮接触力的影响,LMS公司工程咨询开发了创新性方法,那就是在多体仿真模型中,同时考虑轮齿的弹性变形及其微观几何尺寸的影响。这种方法提供了高精确度和可靠的结果,同时计算所需要的时间并没有大幅度增加。结合以上两种方法,通过仿真模型就可以广泛深入地了解各个构件在振动、强度和耐久性上的薄弱环节位置和可能出现的问题。