自21世纪初以来，全球风能装机容量一直保持每年30％以上的增长速度，而单机容量超过兆瓦的风能存储装置已逐渐成为单位。统的冷库，广泛用于风电场。轴是风力发电机冷库中最关键的部件之一，它支撑着由支撑轮毂传递的各种负载，并将扭矩传递到变速箱，再传递到基座轴向推力，扭矩和弯矩。有出色的设计，可靠的质量和出色的机械性能的销才能确保风能冷库机组的正常和稳定运行。
　　前，大多数公司使用工程计算方法来检查风能冷库机组主轴的阻力。方法将主轴简化为梁，线，倒角和变截面卸料槽，仅根据经验公式计算其细节，从而仅能获得危险截面的几个安全系数。体引脚不明。力分布。
　　限元方法的出现使对具有复杂细节特征的主轴进行整体应力分析成为可能。用有限元方法，可以获得有关主树各个点的应力和位移的信息，并可以绘制主树的应力分布云，冷库安装以便其分析和验证。据有限元方法的理论，本文在Ansys软件平台上创建了具有所有详细结构的三维主轴模型。计算并分析了给定负载条件下的阻力和疲劳强度，从而为优化主轴结构提供了理论基础。文中的主轴是三点支撑结构，如图1所示。轴的前端（图1的左端）连接到轮毂。部带有卸荷槽的轴的上端装有主轴承，并由主轴承座支撑。端伸入变速箱支架的内孔，并随着膨胀套。速箱的两侧均配备有弹性支撑臂，以吸收叶片的陡峭载荷。轴的材料为42CrMo，其性能如表1所示。

　　
　　据设计，主轴承上的卸荷槽深度仅为0.15 mm，与主轴的直径相差太大。（630毫米）。果将网格划分为全局参数控制，则不能保证所获得网格的质量。外，安装销的防松螺母是梯形螺纹，并在螺纹上有一个键槽。
　　格化的该模型将使全局模型过于复杂而无法计算。此，需要在主轴的整体计算模型（主模型）中简化两个位置。时，分别截取了上面的两个简化区域以进行精确的子模型建模和网格细分（请参见图2和图3），并且使用计算出的应力集中系数来校正结果。体计算减少了简化。算错误。轴的整体网格如图4所示。
　　体被三维立体元素SOLID186划分，并且在主体的外表面上构造了厚度为0.01 mm的覆盖层。SHELL93外壳帮助进行疲劳计算。轴的总体设计模型包括主轴，轮毂和主轴承的内圈，如图5所示。载点位于两个轴承之间的连接表面中心负载由BEAM4单元施加到轮毂上，然后传递到主轴上。承的内圈通过LINK10（仅拉动）连接，主轴承的中心受约束：UX，UY，UZ，主轴的端部通过模拟BEAM4和齿轮箱连接到变速箱的内孔。接部分的中心应力为UX，UY，ROTZ。6至图8分别显示了加载点和模型边界条件的整体图和局部图。了计算卸荷槽区域和锁紧螺纹区域子模型的应力集中系数，将应力添加到细化模型的一侧，另一侧均匀地分布，应力为1000 kN，结果如图9和10所示，应力集中系数是通过将最大应力值除以标称应力值而得出的，计算结果如表2所示。
　　文档中使用的冷藏单元的功率为1.5 MW，风轮的直径为70 m，轮毂的高度为65 m，适用的风能等级为IIIA。载计算基于GL（2007）和IEC61400-1（2005）规范。气流的倾斜角度为100（气流向上的方向）时，将计算所有载荷工况。轴的极限阻力的计算用于包络线的极限载荷状态，并选择对主轴有重大影响的两个包络载荷进行实际计算。

　　荷数据如表3所示。于计算主轴的疲劳强度的疲劳载荷条件如表4所示。雨流量的计算是根据条件进行的。IEC 3级风电场的风能资源（年平均风速7.5 m / s，瑞利速度分布）。CrMo的屈服强度为640 MPa，GL要求的最小安全系数为1.1。此，许用应力为582MPa。体主轴模型的计算结果如表5所示。大应力出现在锁止螺纹上，请参见图11。紧螺纹并将最大应力值乘以相应的应力集中系数在表6中给出。据表中显示的计算结果，主轴的最大应力为513，2 MPa安全边际为1.13。计符合强度要求。劳计算使用壳单元SHELL93（去除应力表面上的接触面和单元），并考虑到LINK10的非线性影响，加上载荷F = 200 kN， M = 1000 kNm，计算后读取单位应力的结果。负荷的时间序列转换为约束的时间序列，然后针对该单元每个节点的结果获取降雨流量统计信息，以获得Markf矩阵。劳应力D是使用临界平面方法（CPA）的临界应力方法计算的，疲劳强度的安全裕度为S = 1 /（Dl / ms）。于卸料喉管中的装置和防松螺母是分开计算的。取两个单位。位约束的结果乘以相应约束的集中度。后执行疲劳计算。寸的影响-考虑更保守的情况，以参考尺寸1130mm为基准，根据FKM计算尺寸Kd的影响系数，m = 0.54。料不同方向的影响-FKM的影响系数KA = 0.86。糙度影响-考虑最仔细的情况，取参考粗糙度Rz100，并根据FKM计算粗糙度的影响系数KR，σ= 0.735。

　　存影响的可能性-根据GL规范，影响系数为0.67。料安全系数-根据GL规范，材料安全系数为1.265。获得主轴校正之后，根据上述影响系数和应力振幅σd= 177 MPa校正曲线SN。荷槽和锁紧螺纹的参考尺寸为630 mm，粗糙度为Rzl00，校正后的应力幅值σd= 198 MPa。算疲劳的安全裕度如图12所示。轴的最小安全裕度为1.02，卸载槽（图13）为1.217，锁紧螺纹（图11）。

　　14）是1.11。大的疲劳损坏发生在锁紧螺纹前面的凹槽中，并设计为满足耐疲劳性的要求。合有限元理论，本文使用有限元分析软件对风机主轴进行了有限元分析，全面考虑了圆角，槽和螺纹，并在指定的负载条件下获得主轴的应力结果。主轴的极限强度和疲劳强度的分析和验证，冷库安装为改进风能冷库机组主轴的设计提供了理论依据。
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