柔性支承结构建模刚度及塔筒风载荷对偏航轴承载荷分布的影响

为研究风力发电机偏航轴承有限元计算模型中,柔性支承结构建模刚度及塔筒风载荷对其载荷分布的影响,建立了兆瓦级风力机偏航轴承三维实体模型,并利用Hypermesh前处理,在Ansys环境中建立滚珠滚道非线性接触模型,并通过赫兹接触理论算法验证了该有限元模型的正确性。在此基础上,讨论约束系统刚度改变、塔筒风载荷等因素对轴承载荷分布及疲劳寿命等性能的影响。研究结果表明:随着轴承柔性支承结构(塔筒)有限元建模长度的增加,轴承滚子受载降低,波动减缓,同时理论疲劳寿命增加,当塔筒建模长度≥3Dt后,结果趋近于稳定。当考虑风载作用塔筒上产生的塔筒风载荷与叶轮风载荷联合作用时,计算结果表明此时迎风面偏航轴承接触载荷降低,背风面增加,总体对疲劳寿命有改善作用。