风电案例专题（一）：齿轮箱箱体模态分析
本例以风电机组的齿轮箱箱体为例，用ANSYS19.2软件，对箱体的抗振性能进行仿真计算，包括模型导入简化、边界条件设置、模态分析、谐响应分析等内容。
齿轮箱箱体是整个齿轮箱传动体系的支撑结构，承载力矩主要为沿轴向的转矩，部件振动较大，需要设置弹簧板、橡胶板等减震措施。谐响应分析可以让设计人员预测结构的持续动力特征，从而验证其设计是否能成功克服共振、疲劳及其他被动振动引起的效应。
ANSYS使用模态叠加法计算谐响应分析，模态叠加法是通过对模态分析得到的振型乘上因子并求和来计算结构的响应。
2. 计算方法
首先对箱体的几何进行简化，去除线管、垫片、橡胶垫等结构部件。先对结构进行模态分析，基于模态分析的结果再进行谐响应分析。谐响应分析是一种线性分析，非线性特征会被忽略。
3.1.1 新建工程
打开ANSYS仿真软件，单击 建立模态分析模块。并点击【File】>【Save As…】保存文件。
3.1.2 几何导入
打开几何模块，导入几何模型，并对模型进行几何简化。
3.2.1 添加、定义材料
本案例使用默认的结构钢材料，如果需要修改新建材料，可以点击Engineering Data，点击默认材料下方的click here to add new material添加新材料输入相关材料参数。
1.2. 划分网格
3.3.1 划分网格
本案例使用自动网格划分方法，单元大小设定为30mm，网格划分完成后如图所示。模型处理不好，会出现网格不能划分，或者局部网格极差等现象，处理结构几何时应注意小细节的处理。
3.3.2设置计算模态模数
点击【Analysis Settings】设置计算模数为6阶，设计的模数越多计算会越精确，但是也会耗费更多的计算资源和计算时间。
边界条件设置及模态计算结果
齿轮箱箱体与风电机组的主机架通过弹簧单元连接，主机架支撑结构不易变形且不易发生位移，所以直接将齿轮箱箱体与主机架连接的部分设置成固定约束。
模态计算结果查看结构整体的变形，第一至第六阶振型图如图所示
