威布尔分布随机载荷下风电机组行星轮系疲劳强度分析

发布时间：2021-10-12 11:25

　　为了快速准确地评估风电机组行星轮系疲劳寿命,根据行星轮系输入转矩与风速的分布关系,编制了不同风速下对应的二参数威布尔随机载荷谱,并用雨流计数法对载荷谱进行统计处理;在ANSYS中对行星轮轮系进行有限元分析,得到齿轮结构应力响应;依据Minner线性累积损伤理论,结合n Code Design Life对行星轮系进行疲劳寿命估算。着重分析了风电机组在启动风速、额定风速及年平均风速工况下的行星轮系疲劳寿命,获得各齿轮疲劳损伤状况,为风电机组行星轮系疲劳强度设计提供理论依据。 

【文章来源】：机械传动. 2020,44(09)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

尺度参数β对威布尔分布影响（α=2.6)

风力发电机齿轮箱有多种结构形式，本文中以风力发电机2K-H斜齿增速行星轮系为研究对象，如图2所示。系统由行星轮、行星架、太阳轮和齿圈构成。文中只考虑变风速下行星轮系的疲劳特性，忽略轴承对系统的影响和传动系统对输入载荷的影响。行星轮系零件参数如表1所示。2.2 行星轮系有限元分析

风电机组齿轮箱在工作进程中，行星架空心轴与主轴通过锁紧盘连接，输入轴转矩通过行星架传递到行星轮，参与啮合的齿轮所受到的应力激励均来自输入轴载荷。使用ANSYS软件对行星轮系整体做静力学分析时，为保证模拟结果的准确性，定义行星架为载荷输入端，转矩为20 kN·m，太阳轮内圈和内齿圈外圈设置为固定约束，行星架与行星轮为绑定约束。齿轮材料为17CrNiMo6，由于实际工况行星架使用材料刚度较大很难产生形变，故设为刚形体[10]，各齿轮转动约束通过joints完成，齿面静摩擦因数为0.032。图3、图4所示分别为行星轮系应力及位移云图。图4 行星轮系位移云图

【参考文献】：
期刊论文
[1]风力发电机齿轮箱齿根弯曲疲劳寿命仿真技术与方法研究[J]. 马洪义,谢里阳,谭秀峰.  太阳能学报. 2017(10)
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[3]随机风载作用下风力发电机齿轮传动系统疲劳寿命预测[J]. 周志刚,秦大同,杨军,陈会涛.  太阳能学报. 2014(07)
[4]威布尔分布随机载荷下齿轮弯曲疲劳试验分析[J]. 胡建军,许洪斌,高孝旺,祖世华.  重庆大学学报. 2012(11)
[5]变风速条件下风力发电机输入载荷及其影响因素分析[J]. 秦大同,厉琦.  重庆大学学报. 2011(07)
[6]机械重大装备寿命预测综述[J]. 张小丽,陈雪峰,李兵,何正嘉.  机械工程学报. 2011(11)

硕士论文
[1]随机载荷呈威布尔分布的齿轮弯曲疲劳强度的研究[D]. 高孝旺.重庆理工大学 2009



本文编号：3432486