本文關(guān)鍵詞：風(fēng)電機(jī)組齒輪疲勞壽命預(yù)測(cè)方法研究

  更多相關(guān)文章： 疲勞壽命 風(fēng)電機(jī)組齒輪 載荷譜 計(jì)算機(jī)輔助工程

【摘要】：在復(fù)雜多變的外界載荷作用下,風(fēng)電機(jī)組齒輪的壽命難以準(zhǔn)確預(yù)估是導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組失效的一個(gè)重要因素,因此,風(fēng)電機(jī)組齒輪疲勞壽命預(yù)測(cè)對(duì)降低故障率有重要的意義。本文采用計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)技術(shù)來(lái)估計(jì)風(fēng)電機(jī)組齒輪的疲勞壽命。具體做以下研究：1.建立齒輪箱的剛?cè)狁詈夏Ｐ�。首先運(yùn)用Pro/E對(duì)其行星輪、太陽(yáng)輪、行星架、內(nèi)齒輪、齒輪軸和齒輪進(jìn)行建模并裝配；然后在Adams中將Hertz接觸理論嵌入仿真模型,在齒輪之間施加接觸力,實(shí)現(xiàn)齒輪嚙合時(shí)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)仿真。2.基于載荷譜的風(fēng)電機(jī)組齒輪疲勞壽命理論計(jì)算。選擇適用于高周疲勞破壞的名義應(yīng)力法來(lái)預(yù)測(cè)風(fēng)電機(jī)組齒輪的疲勞壽命。取兩種工況下關(guān)鍵部件的應(yīng)力仿真結(jié)果,利用雨流計(jì)數(shù)法、材料的P-S-N曲線和Miner疲勞累積損傷理論通過(guò)理論計(jì)算得到兩種工況各部件的疲勞壽命。3.基于CAE軟件的風(fēng)電機(jī)組齒輪疲勞壽命仿真計(jì)算。在疲勞壽命分析專用MSC.Fatigue軟件中,導(dǎo)入動(dòng)力學(xué)仿真軟件Adams對(duì)風(fēng)電機(jī)組剛?cè)狁詈夏Ｐ瓦M(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真得到的各關(guān)鍵部件的載荷譜,加上將各級(jí)齒輪嚙合的簡(jiǎn)化模型導(dǎo)入MSC.Patran/Nastran中進(jìn)行有限元分析得到的模型的應(yīng)力應(yīng)變分布,結(jié)合各關(guān)鍵部件材料的疲勞特性曲線,進(jìn)行疲勞壽命計(jì)算,得到兩種工況各部件的疲勞壽命云圖。通過(guò)剛?cè)狁詈夏Ｐ徒⒑推诜治龅玫斤L(fēng)電機(jī)組齒輪疲勞壽命的分布情況和最危險(xiǎn)點(diǎn)的壽命值,并與風(fēng)電機(jī)組齒輪理論計(jì)算的壽命作比較,驗(yàn)證了該方法的可行性。該方法和結(jié)論對(duì)風(fēng)電機(jī)組的齒輪箱的設(shè)計(jì)和優(yōu)化具有指導(dǎo)作用。
【關(guān)鍵詞】：疲勞壽命 風(fēng)電機(jī)組齒輪 載荷譜 計(jì)算機(jī)輔助工程
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH132.41;TM315
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 選題的背景及其意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外齒輪的疲勞壽命的研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)11-13
• 1.3 本論文主要的研究?jī)?nèi)容13-15
• 第2章 風(fēng)電機(jī)組齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng)剛?cè)狁詈夏Ｐ偷慕?/span>15-20
• 2.1 風(fēng)電機(jī)組齒輪箱的簡(jiǎn)介15-16
• 2.2 某型號(hào)兆瓦級(jí)的風(fēng)電機(jī)組齒輪箱簡(jiǎn)介16-17
• 2.2.1 齒輪箱的結(jié)構(gòu)16-17
• 2.2.2 齒輪箱的基本參數(shù)17
• 2.3 風(fēng)電機(jī)組齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng)剛?cè)狁詈夏Ｐ偷慕?/span>17-19
• 2.3.1 關(guān)鍵構(gòu)件的柔性化18
• 2.3.2 傳動(dòng)系統(tǒng)剛?cè)狁詈夏Ｐ偷慕?/span>18-19
• 2.4 本章小結(jié)19-20
• 第3章 風(fēng)電機(jī)組齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)仿真20-34
• 3.1 風(fēng)電機(jī)組齒輪箱所受載荷的分類20
• 3.2 剛體動(dòng)力學(xué)理論20-23
• 3.2.1 笛卡爾坐標(biāo)系20-21
• 3.2.2 動(dòng)能21
• 3.2.3 動(dòng)量21-23
• 3.3 剛體模型動(dòng)力學(xué)仿真23-26
• 3.3.1 對(duì)剛體模型施加合理的約束和力元23-24
• 3.3.1.1 約束23
• 3.3.1.2 力元23-24
• 3.3.2 接觸副參數(shù)的設(shè)置24
• 3.3.3 恒定工況的動(dòng)力學(xué)仿真計(jì)算24-26
• 3.3.3.1 傳動(dòng)比的仿真分析及驗(yàn)證模型的合理性24-26
• 3.4 多柔體動(dòng)力學(xué)理論26-30
• 3.4.1 相對(duì)變形場(chǎng)的描述26-27
• 3.4.2 變形體上任意一點(diǎn)位移、速度、加速度可表示為27-28
• 3.4.3 變形體的動(dòng)能28-29
• 3.4.4 運(yùn)動(dòng)約束方程29
• 3.4.5 系統(tǒng)方程29-30
• 3.5 剛?cè)狁詈夏Ｐ偷膭?dòng)力學(xué)仿真30-33
• 3.5.1 恒定工況的動(dòng)力學(xué)仿真計(jì)算30-32
• 3.5.1.1 對(duì)剛?cè)狁詈夏Ｐ褪┘雍侠淼募s束和力元30
• 3.5.1.2 接觸副參數(shù)的設(shè)置30
• 3.5.1.3 傳動(dòng)比的仿真分析及驗(yàn)證模型的合理性30-31
• 3.5.1.4 嚙合力的仿真分析及與理論值的比較31-32
• 3.5.2 非恒定工況下的動(dòng)力學(xué)仿真32-33
• 3.5.2.1 負(fù)載轉(zhuǎn)矩和波動(dòng)轉(zhuǎn)速32-33
• 3.5.2.2 關(guān)鍵部件嚙合力的仿真分析33
• 3.6 本章小結(jié)33-34
• 第4章 風(fēng)電機(jī)組齒輪的疲勞壽命理論計(jì)算34-42
• 4.1 疲勞破壞及疲勞壽命的定義34
• 4.1.1 疲勞破壞的定義34
• 4.1.2 疲勞壽命的定義34
• 4.2 疲勞壽命的理論計(jì)算方法34-38
• 4.2.1 疲勞載荷譜的統(tǒng)計(jì)處理35-36
• 4.2.2 材料的疲勞特性36
• 4.2.3 疲勞累計(jì)損傷理論36-38
• 4.3 疲勞壽命的理論計(jì)算算例38-40
• 4.3.1 恒定工況下疲勞壽命計(jì)算38-39
• 4.3.2 非恒定工況下疲勞壽命的計(jì)算39-40
• 4.4 本章小結(jié)40-42
• 第5章 基于CAE軟件的風(fēng)電機(jī)組齒輪疲勞壽命估算42-50
• 5.1 疲勞壽命分析流程42
• 5.2 動(dòng)力學(xué)仿真分析42-43
• 5.3 有限元仿真分析43-45
• 5.3.1 Patran軟件的介紹43
• 5.3.2 有限元仿真及計(jì)算結(jié)果分析43-45
• 5.3.2.1 有限元模型的建立43-44
• 5.3.2.2 定義材料屬性及網(wǎng)格劃分44-45
• 5.3.2.3 計(jì)算結(jié)果的分析45
• 5.4 疲勞壽命計(jì)算45-49
• 5.4.1 Fatigue軟件的介紹45-46
• 5.4.2 材料的S-N曲線46
• 5.4.3 疲勞壽命計(jì)算結(jié)果分析46-49
• 5.4.3.1 恒定工況下,疲勞壽命計(jì)算結(jié)果分析46-48
• 5.4.3.2 非恒定工況下,疲勞壽命計(jì)算結(jié)果分析48-49
• 5.5 本章小結(jié)49-50
• 第6章 結(jié)論與展望50-52
• 6.1 總結(jié)50-51
• 6.2 展望51-52
• 參考文獻(xiàn)52-55
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果55-56
• 致謝56

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

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本文編號(hào)：717426