風電機組齒輪疲勞壽命預測方法研究.pdf

1、在復雜多變的外界載荷作用下，風電機組齒輪的壽命難以準確預估是導致風電機組失效的一個重要因素，因此，風電機組齒輪疲勞壽命預測對降低故障率有重要的意義。
　　本文采用計算機輔助工程(CAE)技術來估計風電機組齒輪的疲勞壽命。具體做以下研究:
　　1.建立齒輪箱的剛柔耦合模型。首先運用Pro/E對其行星輪、太陽輪、行星架、內齒輪、齒輪軸和齒輪進行建模并裝配;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，

2、實現(xiàn)齒輪嚙合時動態(tài)實時仿真。
　　2.基于載荷譜的風電機組齒輪疲勞壽命理論計算。選擇適用于高周疲勞破壞的名義應力法來預測風電機組齒輪的疲勞壽命。取兩種工況下關鍵部件的應力仿真結果，利用雨流計數(shù)法、材料的P-S-N曲線和Miner疲勞累積損傷理論通過理論計算得到兩種工況各部件的疲勞壽命。
　　3.基于CAE軟件的風電機組齒輪疲勞壽命仿真計算。在疲勞壽命分析專用MSC.Fatigue軟件中，導入動力學仿真軟件Adams對風電機組

3、剛柔耦合模型進行動力學仿真得到的各關鍵部件的載荷譜，加上將各級齒輪嚙合的簡化模型導入MSC.Patran/Nastran中進行有限元分析得到的模型的應力應變分布，結合各關鍵部件材料的疲勞特性曲線，進行疲勞壽命計算，得到兩種工況各部件的疲勞壽命云圖。
　　通過剛柔耦合模型建立和疲勞分析得到風電機組齒輪疲勞壽命的分布情況和最危險點的壽命值，并與風電機組齒輪理論計算的壽命作比較，驗證了該方法的可行性。該方法和結論對風電機組的齒輪箱的設計