本文關(guān)鍵詞：兆瓦級(jí)風(fēng)電齒輪箱結(jié)構(gòu)輕量化研究　出處：《大連理工大學(xué)》2012年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源,已引起了人們的高度重視,由此促成了風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展。風(fēng)電齒輪箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜、傳動(dòng)比大,在高空塔架上作業(yè)且采用側(cè)面支承,因此導(dǎo)致箱體剛性較差,故障率較高。風(fēng)電齒輪箱的關(guān)鍵技術(shù)一直是制約風(fēng)電產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的重要因素,由于風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量的不斷增大,在設(shè)計(jì)制造過(guò)程中需要考慮越來(lái)越多的因素。本文以兆瓦級(jí)風(fēng)電齒輪箱為研究對(duì)象,在保證風(fēng)電齒輪箱結(jié)構(gòu)性能的前提下,綜合應(yīng)用各種結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法對(duì)其進(jìn)行輕量化研究,主要內(nèi)容如下： (1)風(fēng)電齒輪箱靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。根據(jù)風(fēng)電齒輪箱組件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),在三維繪圖軟件SolidWorks中建立各組件的簡(jiǎn)化模型并進(jìn)行總體裝配,確定合理的有限元分析載荷狀況和邊界條件,導(dǎo)入CAE軟件HyperWorks和Workbench中完成模型的幾何清理和結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析及箱體整機(jī)模態(tài)分析,得到極限載荷工況下風(fēng)電齒輪箱箱體和輸入級(jí)行星架的位移場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)以及箱體的各階固有頻率和振型圖。 (2)風(fēng)電齒輪箱結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)。對(duì)齒輪箱箱體進(jìn)行了尺寸優(yōu)化、形狀優(yōu)化和形貌優(yōu)化；對(duì)輸入級(jí)行星架進(jìn)行了拓?fù)鋬?yōu)化和尺寸優(yōu)化。根據(jù)齒輪箱的設(shè)計(jì)要求,分別確定各種設(shè)計(jì)變量進(jìn)行不同的優(yōu)化設(shè)計(jì)。另外,出于優(yōu)化設(shè)計(jì)的考慮,本文的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)都在三倍極限載荷下進(jìn)行。 (3)基于支持向量機(jī)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。介紹了支持向量機(jī)的相關(guān)理論知識(shí)和算法領(lǐng)域新出現(xiàn)的果蠅優(yōu)化算法,在此基礎(chǔ)上編制MATLAB程序?qū)X輪箱箱體和輸入級(jí)行星架尺寸優(yōu)化中產(chǎn)生的樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行建模和優(yōu)化。優(yōu)化結(jié)果表明,支持向量機(jī)有很強(qiáng)的泛化能力；果蠅優(yōu)化算法尋優(yōu)速度快,且能夠很快找到全局最優(yōu)解。 (4)優(yōu)化前后模型的對(duì)比分析�；邶X輪箱的優(yōu)化結(jié)果,對(duì)齒輪箱箱體和輸入級(jí)行星架重新進(jìn)行了分析,之后分別對(duì)齒輪箱箱體整機(jī)模型進(jìn)行了靜力分析和模態(tài)分析,并與原箱體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了對(duì)比分析。除此之外,對(duì)優(yōu)化后的齒輪箱后箱體和輸入級(jí)行星架進(jìn)行了平行度計(jì)算,并與初始模型平行度進(jìn)行了對(duì)比分析。 綜上所述,優(yōu)化后的齒輪箱箱體和輸入級(jí)行星架保證了原結(jié)構(gòu)的性能,質(zhì)量有較大幅度下降,共減重666.7kg(3.67%),達(dá)到了輕量化的效果。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TH132.41

【參考文獻(xiàn)】

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