廖晖，杨静

（东方电气风电有限公司，四川德阳，618000）



大型轴承非线性行为模拟及应用

廖晖，杨静

（东方电气风电有限公司，四川德阳，618000）

摘要：有限元计算中采用link10单元组模拟大型轴承的滚子，正确地考虑了轴承的非线性行为及其对其他部件的影响，简化了计算模型并大大缩短了计算时间，使风力发电机组主要部件的强度分析变得快捷和精确。

关键词：有限元，轴承，非线性，风力发电机组

0　引言

偏航轴承、变桨轴承、主轴轴承等大型轴承是风力发电机组中的主要组成部件，对风力发电机组运动及载荷的传递起着非常关键的作用，例如风力发电机组每个叶片根部与轮毂之间安装有1个变桨轴承，叶片和轮毂分别与变桨轴承的内圈和外圈连接，这样叶片可以实现变桨运动。风力发电机组轮毂、机架、主轴、轴承座、塔筒等主要部件的设计分析都需要考虑其临近部件特别是轴承对其产生的影响。这些部件结构复杂，设计分析必须借助有限元软件完成，轴承的非线性特性很大程度上影响着其临近相关部件的承载性能，轴承的正确模拟是风力发电机组部件有限元模型正确模拟的关键，因此为了达到有限元分析的精确性要求，必须考虑准确模拟轴承，然而滚动轴承是由内外圈和滚子组成的滚动结构，全部实体建模将会带来复杂的运动和接触关系，计算难以收敛。

本文使用ANSYS软件中的link10单元组模拟滚子，不仅可以正确地考虑风力发电机组有限元模型中轴承的非线性特性，而且可以大大简化模型，减少计算量，使风力发电机组主要部件的有限元分析变得快捷和精确。……