风电机组传动系统动态性能研究及疲劳分析

【摘要】：风电机组传动系统是风力发电机的重要组成部分,其性能的好坏直接影响着风机能否正常运行。本文把UG、ANSYS、ADAMS、ROMAX等软件有机的结合起来,充分运用各软件的优势功能,对大型风电机组传动系统进行设计分析及研究,主要内容如下: 1)本文遵照国家相关设计标准,重新布置了750KW风力发电机组传动系统的结构形式,并对传动系统各部件进行参数设计,并借助UG软件中建立传动系统三维虚拟样机模型。 2)运用ADAMS软件,在多工况下对风电传动系统进行了刚柔多体的动力分析。验证了设计模型的可行性;得出了高速齿轮轴是传动系统最容易损坏的部件,冲击载荷对系统稳定性影响很大,在风电机组的起动和制动阶段容易引起系统的振动的结论。 3)运用ANSYS软件对传动系统关键部件进行模态分析,通过分析找出了结构振型与频率的关系,在设计过程尽量避免共振点,提高系统稳定性。 4)运用ROMAX软件对传动系统进行疲劳分析。根据风电齿轮箱的设计参数在ROMAX软件中建立了平行轴部分的模型,根据风电机组实际运行状况建立了风电机组载荷谱,对齿轮和轴承进行了疲劳分析计算。 【关键词】：风电机组 传动系统 动态特性 动力学分析 疲劳分析
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM315
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 1 绪论7-17
• 1.1 课题背景7-8
• 1.2 风电机组传动系统国内外研究状况8-12
• 1.2.1 风电机组传动系统国外研究状况8-10
• 1.2.2 风电机组传动系统国内研究状况10-12
• 1.3 本课题研究内容及技术路线12-17
• 1.3.1 课题研究内容13-14
• 1.3.2 课题研究技术路线14-17
• 2 风电机组三维数字化样机设计与建模17-34
• 2.1 风电机组结构类型17-21
• 2.1.1 按风轮转轴结构型式分类17-19
• 2.1.2 按风力机传动系统的结构型式分类19-21
• 2.2 传动系统结构形式21-23
• 2.3 增速箱的设计及建模23-28
• 2.3.1 设计要求及传动方案的确定24-26
• 2.3.2 增速齿轮箱轮系的参数设计26-27
• 2.3.3 增速箱系统的三维建模27-28
• 2.4 传动部分其他零部件的设计及建模28-32
• 2.5 三维数字化样机建模32-33
• 2.6 本章小结33-34
• 3 传动系统动态性能分析理论基础34-41
• 3.1 传动系统数学模型34-36
• 3.2 模态分析的理论36-37
• 3.3 传动系统激励和响应分析37-39
• 3.4 传动系统稳定性与可靠性分析39-40
• 3.5 本章小结40-41
• 4 风电机组传动系统的动态性能分析41-62
• 4.1 刚柔多体动力学方程41-45
• 4.1.1 多刚体动力学方程41-43
• 4.1.2 多柔体动力学方程43-45
• 4.2 传动系统动力学仿真模型的建立45-48
• 4.3 刚体动力学仿真分析结果48-55
• 4.3.1 稳况下动力学分析仿真分析结果48-54
• 4.3.2 冲击载荷下的系统仿真分析54-55
• 4.4 柔体动力学仿真分析55-56
• 4.5 关键部件的模态分析56-61
• 4.5.1 行星架的模态分析56-59
• 4.5.2 齿轮轴的模态分析59-61
• 4.6 本章小结61-62
• 5 风电机组传动系统疲劳寿命分析62-70
• 5.1 RomaxDesigner 软件介绍62-63
• 5.2 平行轴传动部分系统建模63-65
• 5.3 风电齿轮箱载荷谱的确定65
• 5.4 平行轴传动部分轴承仿真分析65-67
• 5.5 平行轴传动部分齿轮仿真分析67-69
• 5.6 本章小结69-70
• 6 总结和展望70-72
• 6.1 全文总结70
• 6.2 工作展望70-72
• 参考文献72-74
• 在校期间发表论文清单74
• 致谢74

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