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国内自主开发风电疲劳软件WRfat介绍

日期:2022-11-22    来源:风行泰克

国际风力发电网

2022
11/22
09:22
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关键词: 风行泰克 风电疲劳软件 风电机组

WRfat是风行泰克科技有限公司专为疲劳计算开发的自主独立软件,2022年,经过中国船级社质量认证公司多月的严谨测试,得到了该权威机构的认可。

从输入方面,与目前市面上的商业软件相似,WRfat需要读取载荷时序,有限元计算得到的载荷-应力关系和材料属性相关参数,计算流程也基本相同。WRfat开发了专用的载荷读取模块,可直接从GH blade结果数据中读取载荷。并能显示读取的载荷、应力、S-N曲线数据。

WRfat程序界面

WRfat计算流程图

WRfat程序的特点包括:

支持直接读取GH blade载荷数据

高强螺栓疲劳计算

焊缝疲劳插值计算

独特的疲劳加速算法

二维插值疲劳计算

风电常用材料数据库

通过专业机构评估认证

WRfat可以读取ASCII数据与GH blade数据。读取ASCII数据与其它商业软件类似,选取载荷地址,填写相应的表头行、分隔符、通道号即可。读取blade数据如下图界面,导入载荷存放地址后,软件会识别可读取的数据。Data Group为各坐标系载荷、加速度,选中一组数据后,Variables框内就是显现具体的变量,如叶根1Mx,叶根1My。对于塔架与叶片载荷会包含截面位置的下拉菜单。通过双向箭头来选择要读取或要去除的通道,用户可方便的读取组合所需要的载荷。

WRfat选择载荷读取格式

WRfat读取blade载荷数据

载荷读取后可进行预处理,通过输入公式的方式快速的进行通道合并、缩放、求向量角度和模等操作,以对应有限元的求解步。处理后,可点击图片对原始通道及预处理后的载荷通道进行检查是否其正确。

WRfat载荷通道预处理

载荷时序显示

目前WRfat读取有限元数据采用ASCII格式,需要从有限元结果文件(如ansys.rst abaqus.odb)输出所分析单元节点的应力信息。三维显示模块采用了VTK库,在大模型显示时也能保证画面质量,界面操作流畅。用户可通过图片按键检查各个载荷工况下的应力,算完疲劳损伤后也可对比疲劳危险点位置是否与应力最大区域一致,并且通过图片按钮检查是否有应力超标现象。

应力云图显示

企业可利用WRfat制作自己材料数据库,把通过试验或者标准合成的S-N曲线保存,计算时直接选用。WRfat支持一个计算模型中存在多材料设置,以适应铸件探伤等级不同、粗糙度差异等情况。输入S-N基本参数、默认平均应力修正方式和平均应力修正相应的参数即可录入材料库备选用,非常方便。

材料库编辑

S-N曲线

WRfat独特的二维载荷-应力关系可以更方便的对特殊非线性作用的零件(例如连接螺栓)进行疲劳计算,这是当前商业软件均为无法实现的重要功能。目前传统软件计算应力时采用,即单通道载荷-应力转化,然而风电机组高强螺栓及法兰连接区域有很强的非线性特征,单通道线性叠加会产生较大的误差。基于此问题,WRfat软件对插值方式进行了改进,采用图片,其中图片为两个主载荷与应力函数(如倾覆弯矩的倾覆方向和大小与螺栓之间的应力关系),以此保证螺栓及法兰非线性区域疲劳计算的准确性。

WRfat核心计算模块采用C++编写,以保证缩短时耗时。并且增加独特的基于应力梯度的损伤外推算法,进一步提速。在同样服务器上与国外商业软件计算同样模型时,加速算法可以缩短其计算机时为国外商业软件的1/3左右。

WRfat经过中国船级社质量认证公司的测试,得到了其认可,是能够满足风电行业铸件、锻件、螺栓和焊缝的疲劳计算的有效程序,准确性与商业软件无差异。

中国船级社质量认证公司对WRfat的评估结果

欢迎各位感兴趣的风电行业同仁来试用WRfat并提出宝贵意见和建议,我司可提供3个月的免费版本供大家使用,具体商务洽谈请来邮:a07@windrunner-tech.cn,电话联系:18646944047, 张女士。

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