摘要：High-energy rotor uncontained failure can cause catastrophic damage effects to aircraft systems if not addressed in design. In this paper, numerical simulations of three high-energy rotor disk fragments impacting on U type protection rings are carried out using LS-DYNA. Protection rings with the same mass and different groove depths are designed to study the influence of the groove depth. Simulation results including kinetic energy and impact force variation of single frag- ment are presented. It shows that the groove depth infects both the axial containment ability of the protection ring and the transfer process of energy. The depth of groove ought to be controlled to an appropriate value to meet both the requirement of axial containment and higher safety factor. Ver- ification test on high-speed spin tester has been conducted and shows that protection ring with appropriate U structure can resist the impact of the disk burst fragments. The ring is inflated from a circular to an oval-triangle shape. The corresponding simulation shows good agreement with the test.

摘要：风力发电机主轴强度有限元分析存在复杂且耗时的问题。为了提高风力发电机中传递载荷的关键部件—主轴的设计效率,以单SRB和双TRB两类机型的主轴结构为例,分析了无网格法在主轴装配体上的计算可靠性,及其在建模过程与计算时间上的优势,进而提出了一种利用无网格法提高迭代效率的主轴结构设计方法。首先,以含双列调心滚子轴承(SRB)或单列圆锥滚子轴承(TRB)的两类主轴装配结构为对象,建立了采用杆单元简化轴承建模的有限元模型;然后,基于外部有限元逼近法,建立了适用于三维原型的边界条件与接触关系,开展了无网格法建模研究;最后,在4种典型极限载荷工况下,计算了两类主轴无网格模型的变形与集中应力结果,并将其与业内公认的有限元强度分析方法的结果进行了对比,对主轴无网格法的适用性和有效性进行了验证。研究结果表明:与有限元强度分析方法相比,无网格法计算两类结构的最大位移相对误差在-6.06%~2.28%之间,主轴上的集中应力相对误差分别在-2.36%~2.94%及-6.71%~4.76%之间,两者结果较为吻合;由此可见,在保证刚度、应力准确的同时,无网格法的建模过程更加简便,且计算时间显著降低,可有效提高主轴的设计效率。

摘要：储能电池包的运输过程是其结构强度评估关注的重点,对电池储能系统的可靠性具有重要的意义。为实现某型储能电池包在运输条件下的结构安全性设计,基于有限元分析方法建立电池包精细化仿真模型,研究电池包模态与极限工况下的强度。通过扫频测试,从频率和振型上验证了模型的有效性,仿真与测试各阶频率偏差不超过10%;提出了满足频率和强度要求的结构设计。结果表明,电池包前3阶模态主要为电池模组振动,振型分别为模组横向、垂向与扭转;极限工况下,电池包应力主要集中在端板与下箱体连接部位,其余部件应力水平较低;优化设计后,电池包第1阶固有频率由15.3 Hz提高到23.4 Hz,极限应力由1 594 MPa下降到321.2 MPa,满足结构安全性要求。分析和优化方法对储能电池包在运输条件下的结构设计具有现实的指导意义。

摘要：针对风力发电机变桨系统在小风发电情况下出现的变桨轴承滑移现象以及桨距角能量集中,提出一种变桨轴承最小静摩擦力矩仿真分析方法。在机组设计阶段依据IEC标准,利用正常发电DLC1.2工况对机组进行仿真,统计变桨轴承在小风不变桨时的最小静摩擦力矩要求,对比变桨轴承的静摩擦力矩来判断变桨轴承是否存在滑移风险,通过调整控制策略降载或者通过变桨轴承选型来规避变桨轴承滑移风险。同时对变桨系统进行模态分析,分析变桨系统一阶模态频率和叶轮1P频率的关系来判断变桨系统是否存在共振风险,通过改变额定转速或根据等效刚度和等效惯量匹配相应变桨驱动等方式,在机组设计阶段避免风机变桨系统在运行过程中存在的共振风险。