风电案例专题（三）：风机框架抗振响应谱分析
本例风电机组的框架结构为例，用ANSYS19.2软件，对框架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、响应谱分析等内容。
框架结构属于风电机组的支撑结构，承载的载荷主要为风载和电气部件的重力。虽然所受载荷不大，但是其框架结构类型，对振动比较敏感，其承载的电气柜，变频柜等电气部件都属于价值很高的机组关键部件。电气部件接线和接口较多，其承载体不能发生大变形或者大位移，所以有必要对风机机组的框架进行响应谱分析，确定框架能够满足电气部件的使用要求。
首先对框架结构的几何进行简化，去除螺栓、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响应谱分析。在响应谱分析模块中，施加X、Y、Z方向的响应谱载荷。响应谱载荷中，塔筒振动载荷和地震载荷都应考虑，实际计算载荷选取最不利载荷进行计算。
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120mm，网格划分完成后如图所示。框架结构由多个方钢或者工字钢组成，结构之间极容易出现小缝隙，重叠干涉等现象，如果处理不完全，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
框架与风电机组的主机架连接，主机架结构厚重不易变形不易发生位移，所以直接将框架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
添加响应谱分析模块，并将模态分析的计算结果添加进响应谱分析模块。
设置分析方法，点击【Analysis Settings】设置【Modes Combination Type】方法为【SRSS】
添加响应谱载荷。右击【Response Spectrum】>【Insert】>【RS Acceleration】加载响应谱加速度激励载荷。重复操作两次，共添加三个加速度激励载荷。
查看计算结果，查看变形计算结果。
可以看出，响应谱分析的计算结果变形图，和模态分析的第一阶振型图接近。如果结果需要加强，应优先考虑加强第一阶振型方向的刚度，更有利于整体结构的抗振及抗震性能的提高。
本节内容为风电机组框架抗振响应谱分析的仿真算例，为了方便计算删除了几何上的凸台、倒角等部分小特征，并除去掉不承受载荷的非关键部件。为了避免不当商业竞争，计算使用参数做了相关数据处理，删除部分模型细节结构。本案例详细介绍了响应谱分析的建立步骤，包括结构的建立、材料参数的设置、边界条件设置。读者可以尝试使用该计算方法，对其结构进行响应谱分析校核
