【iSolver案例分享42】塔架強度剛度建模分析

1. 引言：

制約我國風(fēng)力發(fā)電發(fā)展的一個重要因素是風(fēng)電設(shè)備。現(xiàn)在我國的大型風(fēng)力機仍然處在研發(fā)階段，很多技術(shù)需要從國外引進，提高大型風(fēng)機的研制與生產(chǎn)技術(shù)刻不容緩。

風(fēng)力機塔架是風(fēng)力機的重要受力部件，等厚度塔架存在很大的應(yīng)力分布不均勻性，優(yōu)化后可減小不均勻性、提高穩(wěn)定性并降低成本。近年來，風(fēng)力發(fā)電機組朝著更大、更柔的方向發(fā)展，這對塔架設(shè)計提出了更高要求，即一方面要求塔架安全可靠，另一方面要求塔架減輕重量、降低成本，因此對塔架進行科學(xué)、合理的設(shè)計尤為重要。

2. 模型背景

現(xiàn)在，基于有限元分析的優(yōu)化設(shè)計技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用于風(fēng)力機塔架的設(shè)計與優(yōu)化。本文利用abaqus軟件建立了以梁單元為基礎(chǔ)的塔架分析模型，通過施加典型集中載荷工況校核塔架的強度和剛度，并通過iSolver軟件進行結(jié)果合理性驗證。

3. 建模

考慮到塔架結(jié)構(gòu)特點，本文選用梁單元進行結(jié)構(gòu)建模通過在abaqus根據(jù)節(jié)點坐標(biāo)建立線框模型，通過材料屬性定義梁截面及材料方向模型具體形式如下：

為保證模型的求解精度和求解效率，單元類型選用梁單元B31，模型共劃分為268個節(jié)點和354個單元。

模型采用mm-MPa-N單位制，根據(jù)實際受載情況在塔架兩個加載點施加大小為1000N的集中力載荷，在塔架底端4個支點施加固定約束載荷，以此保證模型受載的平衡，具體形式如下圖所示。

4. 結(jié)果對比

分別采用abaqus和isolver軟件的靜力學(xué)分析進行塔架模型計算，結(jié)果分析如下：

1) 應(yīng)力

a) 視圖1（米塞斯應(yīng)力）

iSolver結(jié)果：

Abaqus結(jié)果：

2) 總應(yīng)變

iSolver結(jié)果：

Abaqus結(jié)果：

3) 位移

iSolver結(jié)果：

Abaqus結(jié)果：

4) 支反力

iSolver結(jié)果：

Abaqus結(jié)果：

5. 結(jié)果對比總表如下

由以上結(jié)果云圖分析可知，iSolver和ABAQUS兩個求解器對同一模型分析的結(jié)果同一性較好，應(yīng)力應(yīng)變的最值發(fā)生位置一致，具體數(shù)值分析見下表。

	iSolver	ABAQUS
應(yīng)力	1.03E2	1.04E2
應(yīng)變	2.30E-6	2.30E-6
位移	1.65E-3	1.65E-3
支反力	6.17E2	6.17E2

6. iSolver免費下載

iSolver為免費軟件，且無license限制，最新版免費下載地址如下：

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/337351

7. 以往iSolver案例

第 1 篇： 橋梁的模態(tài)分析案例

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1308235

第2篇：標(biāo)準(zhǔn)緊湊拉伸(CT)試樣的彈塑性分析

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1311068

第3篇：理想彈塑性簡支梁三點彎曲

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1312567

第 4 篇： 鋼混 組合梁支梁三點 彎曲

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1314142

第 5 篇： 龍門架模態(tài)分析案例

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1787486

第 6 篇： 桁架 的躍越失穩(wěn)

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1788519

第 7 篇： 內(nèi)壓 罐分析 案例

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1789593

第 8 篇： 三角桁架結(jié)構(gòu)分析

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1793131

第 9 篇： 上承式公路拱橋

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1791578

第 10 篇： 單自由度振動隱式動力學(xué)

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第 11 篇： 電連接器端子變形分析

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第 12 篇： 無鉸拱的幾何非線性分析

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第 13 篇： 支架變形分析

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第 14 篇： 有缺口工字梁四點彎曲

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1813708

第 15 篇： 空間站太陽翼桅桿模態(tài)分析案例

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1819421

第 16 篇： 三維剛性壁面圓管聲模態(tài)計算

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第 17 篇： 波紋鋼腹板簡支梁受彎分析

http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1824652

第 18 篇： 一端開放圓管空氣 聲腔聲 模態(tài)分析

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第 19 篇： 開口鋼管樁的單軸壓縮試驗

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第 20 篇： 地基中波的傳播特性

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第21篇：自主化圓柱建模及靜力分析

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第 22 篇： 鋁制易拉罐的單向壓縮試驗

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第23篇：鏤空鋼板的承壓測驗

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第24篇：球面網(wǎng)殼模態(tài)分析

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第25篇：假肢腳踝受沖擊荷載

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第26篇：歐拉梁單元彎矩計算

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第27篇：樁靴的承壓測驗

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第28篇：吸力桶的力學(xué)性能測試

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第29篇：彈塑性鋼架橋梁的模態(tài)分析案例

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第30篇：壓力容器受內(nèi)壓仿真案例

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第31篇：軸承受力分析

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第32篇：帶柄板錨的力學(xué)性能測試

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第33篇：固土圓撐和加強筋構(gòu)成的地基承載分析

https://jishulink.com/content/post/1869612

第34篇：異形支架受力分析

https://jishulink.com/content/post/1873452

第35篇：螺旋錨的抗彎性能測試

https://jishulink.com/content/post/1874522

第36篇：人工脊柱受壓分析

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第37篇：Spudcan的材料性質(zhì)檢測

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第38篇：海上樁的抗水平荷載測驗

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第39篇：海上承臺自振頻率分析

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第40篇：殼單元幾何非線性Benchmark校核01

http://www.yqgqt.org.cn/post/1891015

第41篇：承力方梁受力分析

http://www.yqgqt.org.cn/post/1892391