隨機載荷下風電齒輪箱輪齒接觸疲勞壽命的仿真分析.pdf

1、在過去十年中,由于化石燃料成本的提高和國際上對氣候變化的關注,促使許多國家的政府通過政策和加強監(jiān)管力度,積極設法增加可再生能源在總電力供應的百分比份額。在風能產業(yè)快速的增長的同時,作為風力發(fā)電機組最昂貴部件之一的變速箱一直困擾著風電產業(yè),表現出比預期高的故障率。在風電齒輪箱的常見故障中,輪齒損傷的故障率排在第一位,在輪齒損傷中,疲勞斷齒占了最大的比例,表面接觸疲勞僅次之,進行風電增速箱齒輪副接觸疲勞壽命的研究,有利于提高風電增速箱齒輪的

2、可靠性,降低產品設計階段所需要的費用。
　　本課題得到國家科技支撐項目“7MW風電齒輪箱及主軸軸承產業(yè)化關鍵技術研發(fā)”和重慶市教委科學技術研究項目“隨機載荷下齒輪接觸疲勞壽命研究”的支持,采用解析方法和有限元方法分別對風電增速箱齒輪輪齒隨機載荷下的接觸疲勞壽命進行仿真分析,具體的研究工作如下:
　　(1)對風電機組5種典型工況的主軸扭矩的時間歷程進行仿真分析,并對隨機載荷歷程進行統(tǒng)計計數。
　　(2)根據一級行星齒輪系

3、統(tǒng)的動力學模型,綜合考慮齒輪時變嚙合剛度,綜合誤差,軸承的時變剛度,對齒輪副動態(tài)嚙合力進行仿真分析,研究了轉速、加速度、和隨機誤差對動態(tài)嚙合力的影響,并對裂紋萌生壽命和擴展壽命進行了預測,研究了隨機誤差、殘余應力和摩擦系數對萌生壽命和擴展壽命的影響。
　　(3)采用解析方法,對含初始裂紋的直齒輪模型裂紋擴展路徑進行了仿真,計算裂紋前緣的等效應力強度因子,研究了載荷對等效應力強度因子的影響。
　　(4)在 UG中建立風電增速箱