学会传动链分析，手握风电大厂的敲门砖——Simpack在风电行业的应用

技术邻公告 2023年5月24日浏览：1823 评论：1 收藏：5

目前各个风电整机厂商做传动链分析的工程师相对还是比较少的，属于稀缺型工程师，有志于进入风电行业的工程师可以考虑提前学习相关内容。面对越来越严峻的就业形式，风电大厂的招聘要求也越来越高，精通流体软件，精通结构软件都不一定成为风电大厂的敲门砖，但是会做传动链分析，那绝对是敲门的大铁锤！而想要学会风电传动，首先要了解Simpack软件。

此篇文章也是出于近期技术邻收到了众多用户朋友的反馈，为能提供给技术邻的CAEer们高效的学习途径，本次技术邻邀请了孙一凡老师为我们带来一篇《simpack在风电行业的应用》文章，同时5月30日也为大家准备了一场相关直播《Simpack在风电行业的联合仿真应用—基于案例介绍Simpack软件联合水动力学软件Hydrodyn进行耦合分析的方法》，直播详情可见后文。

文章载入中...

作者：孙一凡能源电力·有限元技术工程师

专业从事有限元仿真17年，目前就职于排名第一的风电上市企业，

主要从事：结构部件强度计算，疲劳强度计算，传动链计算，通风散热流体计算，结构拓扑优化等工作。对轴承建模仿真方法，螺栓疲劳有限元计算有深入研究。

正文：技术邻的朋友大家好，笔者大概2018年因偶然的机缘进入风电行业。其实当时另一款动力学软件Adams在国内已经得到广泛应用，那么为什么Simpack作为一匹“黑马”能够兴起？

那是因为2018年大型风电机组行业还属于新领域，很多技术依然是借鉴国外做法。也因此，那时候国内首家做兆瓦级风电机组的厂商需要先做德国GL国际认证（即使现在国内标准相对也比较健全了，风电行业GL也依然是国际权威），厂商向认证机构询问做传动链仿真的最优方法，德国的认证机构自然推荐德国的Simpack软件，进而带来了Simpack在国内风电行业的广泛应用。

在风电行业，Simpack软件主要应用与整机传动链仿真计算，包括叶片建模，齿轮箱仿真，联轴器建模和发电机设置等主要方面。同时，Simpack软件在风电行业应用性能也确实到位，慢慢巩固了行业传动分析的老大地位。

叶片建模

学会传动链分析，手握风电大厂的敲门砖——Simpack在风电行业的应用的图2

图1：叶片

叶片建模主要是采用导入数据生成模型的方法。因为叶片是一段一段的，每段的翼型和刚度都不一样，使用软件内部建模方法显然太费时费力。

首先修改叶片生成的模板文件rbl文件，把该数据导入到软件当中，再利用Simpack软件自带的叶片生成器模块生成fbi文件，然后再导入一次，把生成的fbi文件导入进而生成柔性体叶片。

在整个传动链计算过程中，虽然其他动力学软件都能实现其他建模操作和后处理过程，甚至有些操作更简单快捷，但是没有叶片生成器模块成为硬伤，导致柔性叶片生成操作太复杂。这可以看成是Simpack软件的在风电行业领域的一个优势。

齿轮箱仿真

学会传动链分析，手握风电大厂的敲门砖——Simpack在风电行业的应用的图3

图2：齿轮箱

整个传动链仿真建模最复杂的部分就是齿轮箱的建模，现在的大兆瓦风电机组齿轮箱设计也越来越复杂，为了增加传动效能，导致传动比越来越大。一般来说，为了保证产品不会出现共振或者振幅过大等现象，齿轮箱厂家都会进行仿真验算。同时即使齿轮箱设计好了，不等于放到整个传动链系统中就没有问题，依然要考虑整体振动性能的互相影响。

直接导入一个大齿轮箱的各个部件去做分析既不现实也不合规。这也是齿轮箱建模的复杂所在，任何一个参数错了或者不合理，都会影响整体啮合状态，而在Simpack软件中，齿、内外径、啮合关系等等细节特征，都是可以通过软件设置生成的。

联轴器建模和发动机设置

图3：坎贝尔图

联轴器和发电机建模相对简单一些，但是在后处理过程中，却是最容易出问题的地方。后处理过程中，根据振型筛选符合要求的频率，再根据模态能量文件做模态能量分布图，筛选符合要求的频率。最后根据坎贝尔图分析各个结构部件有没有问题（简单点说，就是看坎贝尔图线的相交情况，分析会不会发生共振）。整个传动系统的仿真，也是一直围绕是否共振这个目标展开进行的。

文章小结

总体来说，风电行业仿真和其他行业的专业计算仿真一样，需要先学习Simpack软件的基础操作，这个相对比较简单，技术邻网站上也有很多对应课程。再学习传动链的整体建模，这个过程虽不难但相对比较繁琐，需要细心谨慎操作。希望大家都可以在如今严峻的就业形式下做好自我规划，并得到满意的结果。