0 引言

機艙罩作為風(fēng)電機組的外殼，保護內(nèi)部各個元器件不受外界惡劣環(huán)境的影響，承受各種復(fù)雜載荷，是風(fēng)電機組的重要部件之一。近年來，隨著風(fēng)力發(fā)電機組大型化的快速發(fā)展，風(fēng)機功率不斷增加，機組與機艙罩尺寸也越來越大，所受風(fēng)載荷在同等條件下也越來越大

。機艙罩一般安裝于鋼制框架上，再固定于機艙鑄件，所受載荷都直接傳遞于框架之上，因此，要求機艙罩框架具有足夠的結(jié)構(gòu)強度和承載能力，再加上平價時代的到來，對制造成本、交付效率等提出了越來越高的要求，因此還要求框架具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、便于維護等特點。

本文根據(jù)上述要求，基于某型大兆瓦海上風(fēng)電機組，設(shè)計了一種機艙罩框架，利用SolidWorks對機艙罩框架進(jìn)行三維建模

，采用ANSYSWorkbench對框架進(jìn)行力學(xué)分析

，并對裝配時框架的吊裝調(diào)姿過程進(jìn)行了載荷分析，為機艙罩框架和類似產(chǎn)品設(shè)計提供參考。

研究對象在唾液樣本采集前60 min未進(jìn)食，且12 h內(nèi)未進(jìn)行過口腔清潔措施。采樣時先讓受試者用無菌蒸餾水漱口，然后再用5 mL無菌EP管收集其非刺激性唾液3 mL，并立即在冰浴下(約-4 ℃)轉(zhuǎn)送至實驗室，置于-20 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1 機艙罩框架結(jié)構(gòu)設(shè)計

機艙罩框架在風(fēng)電機組中的位置見圖1所示，機艙罩支點通過螺栓安裝于框架上，框架通過螺栓與機艙鑄件固定，框架與機艙罩外形整體相契合。

“西湖山水還依舊……看到斷橋橋未斷，我寸腸斷，一片深情付東流！”白衣女子一揮水袖，哀怨的歌聲隱隱傳來。

在SolidWorks中建立模型后，導(dǎo)入ANSYSWorkbench中進(jìn)行計算，對框架與機艙鑄件連接部分施加全約束，對機艙罩與框架連接部分，施加風(fēng)載作用力F

與重力載荷G，計算時，前、后框架做整體考慮，計算得到的應(yīng)力云圖見圖3所示，位移云圖見圖4所示。

根據(jù)圣唯南原理，在保證模型的力學(xué)特征與實物相近的情況下，對框架結(jié)構(gòu)的焊縫，圓角等微小特征進(jìn)行精簡，將模型進(jìn)行簡化，同時考慮計算精度和便利性，采用前、后框架整體建模計算的方式，減少計算量。根據(jù)GL2010規(guī)范，對框架結(jié)構(gòu)來說，機艙罩傳遞過來的載荷主要為風(fēng)載荷和自重載荷，框架受力分析主要考慮這兩種載荷的作用?？蚣艿牟馁|(zhì)選用Q355D鋼

，材質(zhì)參數(shù)見表1所示。

2 機艙罩框架有限元分析

為滿足道路運輸條件，以及最大限度減少風(fēng)機裝配時的安裝工時，提高裝配效率，同時為了減少風(fēng)機運維工作量，框架設(shè)計成前、后兩部分，通過4個法蘭連接。機艙罩與框架頂部和兩側(cè)對稱設(shè)置的支點連接，機艙鑄件與框架底部設(shè)置的支點連接。上述所有連接均通過螺栓連接，見圖2所示。

2018年3月，中共中央有關(guān)文件要求“將基本養(yǎng)老保險費、基本醫(yī)療保險費、失業(yè)保險費等各項社會保險費交由稅務(wù)部門統(tǒng)一征收”。社會保險費征管職責(zé)劃轉(zhuǎn)稅務(wù)部門，是以習(xí)近平同志為核心的黨中央的重大決策部署，有利于降低征納成本、提高征管效率；有利于優(yōu)化繳費服務(wù)，促進(jìn)繳費負(fù)擔(dān)更加公平，增強人民群眾改革獲得感，使稅務(wù)部門在國家治理層面上的使命、職能、地位、作用更加凸顯。

風(fēng)機的工作環(huán)境為等級為IEC-T類強臺風(fēng)區(qū)域，風(fēng)速為79m/s，取機艙罩單側(cè)受極限風(fēng)載的受力情況進(jìn)行分析，此時，框架受力最大，考慮足夠的安全性，利用系數(shù)取0.8，垂直氣流下風(fēng)力載荷計算公式

為：

機艙罩及其附件重量為：G=80000N。

其中：ρ為空氣密度，ρ=1.225kg/m

；V

為最大風(fēng)速，V

=79m/s；A為受力面，A=54m

；C

為風(fēng)阻系數(shù)，C

=0.8，以上數(shù)據(jù)，代入式（1）計算可得：

整個框架結(jié)構(gòu)處在機艙罩內(nèi)部封閉環(huán)境中，該框架結(jié)構(gòu)采用方管、矩形管等型材焊接后加工，結(jié)構(gòu)簡單，其中底部與機艙鑄件連接處采用300×200×8（mm）矩形管，其余主體框架采用200×200×8（mm）方管。

框架結(jié)構(gòu)的空中姿態(tài)調(diào)整，一般采用2臺吊車相互配合進(jìn)行

。機艙罩框架安裝時，先將前框架在機艙鑄件上落位安裝，再將后框架起吊與前框架和機艙鑄件進(jìn)行對接安裝。前框架結(jié)構(gòu)規(guī)則，重量相對較小，安裝簡單，吊裝過程本文不作分析。后框架為不規(guī)則結(jié)構(gòu)，重量較重，起吊時先用主吊吊起后框架，吊離地面后，此時后框架為傾斜狀態(tài)，再利用輔吊將后框架調(diào)整至水平姿態(tài)，與前框架對接，為避免吊裝時產(chǎn)生變形，增加了工藝支撐桿，裝配完成后拆除，見圖5所示。

3 吊裝調(diào)姿過程載荷分析

從應(yīng)力、位移云圖可以看出，最大應(yīng)力處在前框架底梁與機艙鑄件連接位置，為179MPa，小于材料許用應(yīng)力323MPa，滿足要求。最大位移為3.5mm，發(fā)生在框架頂部一側(cè)機艙罩連接支點位置，滿足框架使用要求。因此，框架強度滿足設(shè)計要求。

后框架重心位于結(jié)構(gòu)內(nèi)部某一空間點上，與模型中心不一致，調(diào)姿過程中重心不斷變化，本文主要對后框架從吊離地面后的傾斜狀態(tài)到水平狀態(tài)的調(diào)姿過程中載荷變化情況進(jìn)行分析，采用吊帶作用于框架節(jié)點起吊，主吊點為F1，輔吊點為F2。吊離地面時，僅F1作用，α為后框架與水平線傾角，此時框架傾角為-34.6°，然后輔吊點F2作用，將后框架調(diào)姿至水平狀態(tài)。受載示意見圖6所示，各吊點調(diào)姿過程的載荷數(shù)據(jù)見表2。

科研實驗室用于學(xué)校教師、研究生及部分本科生科研攻關(guān)。其特點是專業(yè)性強、儀器設(shè)備多、人員相對固定。但與科研單位相比，其人員結(jié)構(gòu)存在著新手多、流動性大、人員在實驗室工作時間長、老帶新等問題。因此，科研實驗室的良好傳統(tǒng)、安全環(huán)保意識對新手來說至關(guān)重要，對實驗室涉及的有毒有害物質(zhì)的認(rèn)知、適當(dāng)處理方式的熟悉、水電、防火防盜等是防控重點。

調(diào)姿過程載荷變化見圖7所示，調(diào)姿過程中，主吊點載荷不斷減小，從-34.6°到-30°載荷急劇減小，而后變化不大，輔吊點載荷不斷增大，從-34.6°到-30°載荷急劇增大，而后變化不大。在此過程中，需注意放緩起吊速度，控制好框架的晃動，防止起吊動作過大產(chǎn)生吊裝危險。

4 結(jié)語

本文提出了一種結(jié)構(gòu)簡單、安裝與維護方便的機艙罩框架，對框架進(jìn)行了有限元分析，得到框架的應(yīng)力、位移云圖等計算數(shù)據(jù)，均在許用范圍內(nèi)，滿足設(shè)計要求。同時，分析了框架裝配吊裝調(diào)姿過程中各吊點載的變化情況，總結(jié)了吊裝調(diào)姿過程中的注意事項，對風(fēng)電機組大尺寸框架類結(jié)構(gòu)的設(shè)計與吊裝方案制定提供了借鑒和參考。

[1]郭志宏.風(fēng)電機組機艙優(yōu)化設(shè)計[J].農(nóng)業(yè)工程，2012，2（05）：66-67.

[2]詹迪偉.SolidWorks高級應(yīng)用教程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009.

[3]凌桂龍.AnsysWorkbench 15.0從入門到精通[M].北京：清華大學(xué)出版社，2014.

[4]GB/T 1591-2018，低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼[S].中華人民共和國標(biāo)準(zhǔn)，2018.

[5]GermanischerLloydWind Energie Industrial Services GmbH.Guidelines for Gertification of Wind Turbines[S].Germany.2010,Ⅳ-Industrial Services,Part 1.

[6]曾新明，梅昊，劉晨暉.平面大跨度鋼結(jié)構(gòu)吊裝中吊索受力計算及注意事項[J].機械研究與應(yīng)用，2020（6）：192-193.