随机风载引起的外部激励会极大地影响风电传动系统的疲劳寿命。利用考虑尾流效应的四分量模型模拟风电场随机风速,结合有限元法分析得到风电行星轮系的疲劳寿命。在此基础上,基于子模型法研究了太阳轮单齿和双齿根裂纹深度、长度和延伸角对风电行星轮系疲劳强度的影响。最终发现裂纹尺寸参数对风电行星轮系疲劳寿命的影响程度为裂纹深度>裂纹长度>裂纹延伸角。双齿根裂纹对疲劳寿命的影响远大于单齿根裂纹的影响,且双齿根裂纹状态下先啮入齿的疲劳寿命远小于单齿根裂纹状态,后啮入齿疲劳寿命略大于单齿根裂纹状态。相关研究为优化风机服役性能提供了理论依据。

介绍了基于Optistruct求解器实现子模型法的3种方式,等参定量对比3种子模型法和全局模型法,计算结果表明FIELD子模型方法计算结果同全模型存在差异,但差异可忽略不计;FBD子模型则完全一致;TCL子模型方法同全模型位移场、应力场相对误差分别为3.1%、5.7%。应用FBD子模型法简化计算不失为一条经济、高效率的途径。

收放架是水面舰船水下拖曳系统的重要组成部分,抗冲击能力是其重要技术指标之一,文中采用子模型法计算其冲击响应。计算了收放架整体模型在垂向冲击下的应力分布并用子模型法计算了滚轮与导轨接触区域的应力分布。研究结果证明,与网格细化的整体模型相比,子模型法可以节省约80%的计算时间且计算精度较高,该方法也可以用于其它设备的抗冲击计算。