收藏本站
收藏 | 论文排版

兆瓦级风力发电机偏航轴承疲劳损伤分析

牛蔺楷  
【摘要】:近年来,我国风电事业得到迅速的发展。但与此相矛盾的是,我国风机技术落后,许多关键技术及设备依旧依赖进口。风力机上的关键设备偏航轴承是一种大型四点接触球轴承,工作时承受径向力、径向力和倾覆力矩的联合作用。由于尺寸大、转速低、受力复杂等原因,普通标准轴承的分析方法在此已经不再适用,有必要对其开展针对性的分析和研究。为了实现风机关键设备国产化,掌握核心技术,本文对偏航轴承的疲劳损伤问题展开分析和研究。 (1)为得到作用于偏航轴承上的外载荷,本文提出一种基于坐标变换原理的方法将作用在风机上的外载荷传递到偏航轴承上。该方法可以很方便的将作用在外圈上的载荷表示为风机运动参数的函数,使计算过程更加程式化。 (2)为了求出承受一定外载荷下偏航轴承各滚球处的接触载荷分布,采用坐标变换的方法将受载前、后偏航轴承内外圈之间的相对运动通过变换矩阵联系起来,通过求解该相对运动参数为未知量的整体静力平衡方程得到各滚球位置处的接触载荷。采用三种作用于偏航轴承的外载荷状况对其接触载荷分布进行计算。结果表明,倾覆力矩对接触载荷分布的大小和方式影响最大,接触载荷整体分布基本上符合正弦规律。求得了偏航轴承各滚球位置处的接触载荷后,根据线弹性力学理论即可获得滚球和滚道之间的接触椭圆及接触应力,为接触区域疲劳损伤分析、偏航轴承的设计和选型提供了理论依据。 (3)在接触区域的疲劳损伤分析上,为了研究塑性流动对接触区域损伤的影响,基于连续损伤力学的方法,采用能综合反映损伤、等向硬化、随动硬化等因素的接触区域材料的非线性力学本构模型。数值仿真时,在非线性有限元软件包ABAQUS的用户材料子程序接口UMAT中编写了该非线性材料本构模型子程序。结合线弹性接触力学对分析结果从应力和塑性应变两个方面进行了讨论。从应力角度,接触区域下交变的剪切应力是导致接触表面以下初始裂纹的产生和扩展的主要原因,与线弹性接触力学理论相一致。分析结果还说明Mises应力可以综合反映各应力分量对损伤的影响。从塑性应变的角度,各个方向的塑性应变都会在很大程度上影响到初始裂纹的产生和扩展。另外,损伤最大值并不发生于接触表面,而是发生在接触区域硬化层以下一定深度的地方,这与实际情况及线弹性接触力学理论相符合。该分析结果还可为硬化层深度的确定和表面处理工艺提供一定的依据。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 邹殿礼;具有对称圆锥孔的轴承内圈滚道加工方法的改进[J];轴承;1965年03期
2 ;门诊处[J];交通世界;1997年06期
3 林智海;张志营;;轴承螺孔局部退火过程监控装置的设计[J];机电工程技术;2007年06期
4 高峰;吴亚旗;;变频电机轴电流分析及对策[J];电机技术;2007年04期
5 赵国霞;;基于PRO/E二次开发的轴承参数化模型库的实现[J];装备制造技术;2009年06期
6 关贞珍;郑海起;杨云涛;王彦刚;;基于经验模态分解和Duffing振子的轴承故障诊断[J];农业机械学报;2010年09期
7 袁立福;赵金辉;;铁路货车滚动轴承内圈滚道检查仪的设计与应用[J];铁道机车车辆工人;2010年06期
8 袁立福;赵金辉;;铁路货车滚动轴承内圈滚道检查仪设计与应用[J];铁道机车车辆;2010年05期
9 ;铁道车辆滚动轴承设计经验(上)——与日本光洋、精工轴承公司技术交流总结[J];铁道车辆;1976年02期
10 丁连平;;轴承拉具[J];设备管理与维修;1989年10期
11 叶颖民,张金海,余元强;轴的结构设计应把握的几个问题[J];十堰职业技术学院学报;2005年03期
12 程天峰;;SS4改型机车轴箱轴承损坏原因分析及应对措施[J];电力机车与城轨车辆;2009年04期
13 张庆举;袁松;;某船主减速齿轮箱输出轴非正常磨损的原因分析及修理工艺[J];中国修船;2010年03期
14 何践;;电机轴承噪声[J];电机与控制应用;1981年05期
15 梁光祖;;ZQDR-204牵引电动机轴承内圈与轴装配过盈量的推荐值[J];机车电传动;1985年01期
16 吴忆铭;;高速主轴的设计和实践[J];上海机床;1996年04期
17 师燚;3MZ2110B全自动滚子轴承内圈滚道磨床磨削规范的编制及工艺验证[J];精密制造与自动化;2000年04期
18 梁华,叶健熠,梁林霞,高元安;铁路轴承内圈端面缺陷分析[J];理化检验.物理分册;2005年11期
19 王少慧;;热电锅炉引风机的故障诊断[J];设备管理与维修;2007年09期
20 许业林;;基于线性回归的轴承预紧技术研究[J];机械工程师;2009年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 浦红;王德宝;王仲琨;;减速机轴承内圈表面剥离原因分析[A];全国冶金物理测试信息网建网30周年学术论文集[C];2011年
2 崔殿荣;;向心推力滚动轴承轴向负荷的确定[A];第十六届六省矿山学术交流会论文集[C];2009年
3 薛立新;;轧机四列圆柱滚子轴承内圈的安装技术[A];2004年全国炼钢、轧钢生产技术会议文集[C];2004年
4 王志国;曹曙光;张永恒;;高压电动机轴承的使用与维护[A];2011年河北省炼铁技术暨学术年会论文集[C];2011年
5 明阳;陈进;;基于循环维纳滤波器和包络谱的轴承微弱故障特征提取[A];第十二届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2010年
6 吴(子尽)德;;JS系列高压电动机滚动轴承内圈甩出故障分析处理[A];广东省电机工程学会2003-2004年度优秀论文集[C];2005年
7 李自刚;李明;;具有轴承不对中故障的柔性非圆截面多转子系统非线性动力学行为[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)上册[C];2011年
8 赵明良;;圆锥滚子轴承内圈滚道撂边分析[A];十三省区市机械工程学会第五届科技论坛论文集[C];2009年
9 庞川宾;;对铁路车辆轴承轴颈测量系统的误差来源分析[A];山西省铁道学会2004年度优秀学术论文集[C];2005年
10 刘敬军;;监测诊断技术在某艇装备维修上应用[A];中国造船工程学会修船技术学术委员会船舶维修理论与应用论文集第七集(2004年度)[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 冯栋彦;高精度跟踪架通用轴系匹配及消差方法研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2011年
2 王保民;电主轴热态特性对轴承—转子系统动力学特性的影响研究[D];兰州理工大学;2009年
3 马志雄;轿车台车试验方法及侧面约束系统数学仿真技术研究[D];武汉理工大学;2008年
4 董云开;微尺度形貌修饰硅表面的摩擦特性研究[D];清华大学;2007年
5 马子魁;基于拟静力学方法的球轴承动力学特性研究[D];浙江大学;2010年
6 侯者非;强噪声背景下滚动轴承故障诊断的关键技术研究[D];武汉理工大学;2010年
7 徐东;球轴承疲劳剩余寿命分析与预测方法研究[D];国防科学技术大学;2011年
8 刘天祥;宏观—微观热弹塑性粗糙表面接触问题的EFG-FE耦合方法[D];西北工业大学;2006年
9 贺占平;电接触故障中的微动因素影响与方法研究[D];北京邮电大学;2008年
10 樊康旗;MEMS黏着接触特性研究[D];西安电子科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 牛蔺楷;兆瓦级风力发电机偏航轴承疲劳损伤分析[D];太原理工大学;2011年
2 任晓丽;轴承内环可变径感应拆装器的研究[D];吉林大学;2011年
3 张亚平;偏航、变桨轴承运动方程建立及可靠性研究[D];河南科技大学;2011年
4 蒋磊;转子跌落在保护轴承上的动力学研究[D];南京航空航天大学;2011年
5 李珊珊;便携式轴承故障检测仪的研究与设计[D];太原理工大学;2010年
6 孙明磊;风力发电轴承超声检测方法研究与设备设计[D];南昌航空大学;2012年
7 蔡巍巍;轴承外观表面缺陷检测技术研究[D];河南科技大学;2011年
8 桑鹏飞;风力发电机组变桨距轴承性能分析与研究[D];华北电力大学(北京);2011年
9 姜陈洋;保护轴承弹性阻尼器的结构设计及试验研究[D];南京航空航天大学;2011年
10 陈华辉;基于ZigBee的轴承寿命测试数据采集和分析系统[D];浙江理工大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 山西焦煤集团西曲矿 覃志勇;浅论机械零件的设计与选材[N];山西科技报;2005年
2 张鑫珩;走出质量困境 国产水泵需提高效率和稳定性[N];中国工业报;2006年
3 车尚礼;滚动轴承损坏的原因及正确装配方法[N];山东科技报;2000年
4 记者 郑惠华 通讯员 杨胜敏;德龙公司轧钢厂自制设备搞节约[N];河北经济日报;2006年
5 本报记者 刘聪;深耕高精技术领域 轴承企业闪耀制博会[N];机电商报;2007年
6 陈宾;改进行星轮轴结构 降低采煤机故障率[N];经理日报;2008年
7 ;SKF应用于连铸的最新解决方案[N];世界金属导报;2011年
8 韩云峰;巧妙提高轴承游隙测量精度[N];中国电力报;2008年
9 陆胜旗 郭小丽;十日抢修鏖战见证“乌山速度”[N];中国黄金报;2011年
10 山东 孔军;也谈电动机常见故障分析及处理[N];电子报;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978