大型风电齿轮箱系统模态分析
本文关键词:大型风电齿轮箱系统模态分析
更多相关文章: 风电齿轮箱系统 有限元模态分析 实验模态分析 轴承等效 轴承支撑刚度 啮合刚度
【摘要】:在风力发电机组中,齿轮箱系统是最重要的部件之一。对风电齿轮箱系统进行结构动力学分析十分重要,模态分析是动力学分析的基础,本文同时采用了有限元模态分析方法和实验模态分析方法来研究风电齿轮箱,能够更深入的了解其动态特性。 本文以某型1.5MW风电齿轮箱为研究对象,研究了箱体-齿轮-轴-轴承-行星架的耦合动力学模型有限元模态分析。首先建立一个有效的有限元模型,,忽略掉细小特征对结构的影响。对风电齿轮箱进行静力学分析,比较两种不同方式的网格划分。采用弹簧来等效替代轴与箱体之间的轴承,考虑了轴承实际工况中的轴向、周向和径向的作用,采用弹簧等效齿轮副之间的啮合刚度。合理进行边界条件的设置,使其尽可能与实际情况相符,得到风电齿轮箱系统的前十阶模态频率和振型。探讨了轴承支撑刚度和齿轮啮合刚度对系统的振动变形和固有频率的影响。 对安装在试验平台上的风电齿轮箱进行了实验模态分析,采用单点激励多点响应的频响函数模态测试方法,利用有理分式多项式法来对实验测试数据进行模态参数识别,得到系统的模态频率、阻尼比和振型。对比研究有限元模态分析和实验模态分析的结果,最大误差为6.9%,发生在第四阶。实验模态分析和有限元模态分析的研究对风电齿轮箱系统动力学的进一步深入研究打下基础,同时对风电齿轮箱的状态监测和故障诊断有着重要的意义。
【关键词】:风电齿轮箱系统 有限元模态分析 实验模态分析 轴承等效 轴承支撑刚度 啮合刚度
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TH132.41;TM315
【目录】:
- 摘要4-5
- Abstract5-8
- 1 绪论8-13
- 1.1 课题来源及研究意义8-9
- 1.2 国内外研究现状及趋势9-12
- 1.3 本文主要研究内容12-13
- 2 模态分析及参数识别13-18
- 2.1 模态分析13-16
- 2.2 模态参数识别16-18
- 3 风电齿轮箱系统有限元模态分析18-43
- 3.1 有限元模型的建立18-19
- 3.2 网格划分方法与单元类型选择19-25
- 3.3 有限元模型简化与边界条件处理25-29
- 3.4 初始条件下的有限元模态分析29-32
- 3.5 轴承刚度对齿轮箱系统模态的影响32-35
- 3.6 齿轮啮合刚度对齿轮箱系统模态的影响35-42
- 3.7 小结42-43
- 4 风电齿轮箱系统实验模态分析43-59
- 4.1 实验模态测试技术43-45
- 4.2 实验模态分析方案的设计与实施45-51
- 4.3 实验模态分析信号数据处理51-53
- 4.4 风电齿轮箱系统模态参数识别53-57
- 4.5 分析与讨论57-58
- 4.6 小结58-59
- 5 总结与展望59-61
- 5.1 全文总结59-60
- 5.2 研究展望60-61
- 致谢61-62
- 参考文献62-66
- 附录 攻读硕士学位期间发表的学术论文66
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 尤青青;博能大功率齿轮箱[J];工程机械;2004年11期
2 ;重齿增产风电齿轮箱[J];机械工程师;2005年06期
3 梁醒培;王豪;张锴锋;;大型齿轮箱结构分析与结构优化[J];机械设计与制造;2008年01期
4 ;杭州前进齿轮箱集团高速齿轮箱领域又获新突破[J];机械研究与应用;2009年05期
5 周长李;曹建国;李胜利;;阀门齿轮箱维护研究[J];管道技术与设备;2012年03期
6 胡惠雅;船用双速齿轮箱的研制[J];舰船科学技术;1979年09期
7 刘伯凯;;三速齿轮箱[J];渔业现代化;1981年03期
8 何成宗;手动齿轮箱用润滑油新配方[J];润滑与密封;1991年03期
9 孙自求;;我国最大功率的齿轮箱试制成功[J];机械科学与技术;1991年01期
10 ;《中国齿轮专业协会一届二次工作年会会议纪要》摘录[J];齿轮;1991年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王奉涛;李海峰;张亮;宋鲁涛;;高速齿轮箱性能检测系统的研制[A];2010中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2010年
2 冯志鹏;褚福磊;;正则维数在齿轮状态监测中的应用研究[A];第八届全国转子动力学学术讨论会论文集[C];2008年
3 滕伟;武鑫;高青风;柳亦兵;;风电齿轮箱振动信号的倒频谱分析[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
4 刘静;周凤星;;一种同步齿轮箱初始故障的在线监测与诊断装置的研究[A];全国冶金自动化信息网2009年会论文集[C];2009年
5 赵立超;陈长征;;基于神经网络的风电机齿轮箱振动信号的分析与应用[A];第十二届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2010年
6 林京;;脉冲性与周期性的利用——齿轮箱故障检测方法的内在联系[A];第八届全国设备与维修工程学术会议、第十三届全国设备监测与诊断学术会议论文集[C];2008年
7 赵海燕;陈棋;;风电机组齿轮箱的故障及其解决方案[A];中国农业机械工业协会风能设备分会2011年度论文集(上)[C];2011年
8 何俊;杨世锡;甘春标;;受外部载荷激励的风机齿轮箱动力学建模及故障特征提取[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年
9 熊黎;;风力发电齿轮箱换油方式的革命——一种全新的机械式换油方式[A];中国农机工业协会风能设备分会《风能产业》(2013年第11期)[C];2013年
10 Duka Kitaljevich;Richard Dupuis;Ming Lu;;风电齿轮箱状态监测[A];《风电技术》2013年02月第1期(总第37期)[C];2013年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 方益波 张道生;好悬 杭齿轮箱谈合资险入“虎口”[N];经理日报;2006年
2 刘砦;杭齿将通过技改扩大齿轮箱产能[N];中国船舶报;2007年
3 王佑;首家“齿轮”股下月将赴港上市[N];第一财经日报;2007年
4 秦宵喊;南京高齿冲刺全球风电齿轮箱前三强[N];南京日报;2007年
5 益直;GE与第一能源集团开展风能合作[N];中国工业报;2009年
6 卢琼玉;杭齿制成世界先进水平船用齿轮箱[N];中国工业报;2009年
7 陈生华;南京高精研发出大功率非标齿轮箱[N];中国船舶报;2010年
8 细化;“常州长浪”推出异向平双低速高扭齿轮箱[N];中国包装报;2010年
9 徐同生;张庄咬定亿元目标谋求经济突破[N];江苏经济报;2009年
10 本报通讯员 周岚;他装的齿轮箱会“唱歌”[N];中国民航报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 郭远晶;面向风电齿轮箱的角域振动信号处理与故障诊断方法研究[D];浙江大学;2015年
2 庄磊;电子齿轮箱关键控制技术及其应用研究[D];南京航空航天大学;2001年
3 王新晴;齿轮箱不解体诊断技术研究[D];天津大学;1998年
4 徐向阳;柔性销轴式风电齿轮箱动力学研究[D];重庆大学;2012年
5 田晓青;柔性电子齿轮箱设计及精度控制方法研究[D];合肥工业大学;2014年
6 魏秀业;基于粒子群优化的齿轮箱智能故障诊断研究[D];中北大学;2009年
7 刘强;大型矿用齿轮箱运行模态识别与结构动力模型修正研究[D];辽宁工程技术大学;2013年
8 李蓉;齿轮箱复合故障诊断方法研究[D];湖南大学;2013年
9 张立勇;大型风电齿轮箱均载性能研究及优化[D];机械科学研究总院;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张震;基于虚实混合的齿轮箱体动力学建模与分析[D];长安大学;2015年
2 王琛;机车牵引齿轮箱密封装置内部流场的研究及结构优化设计[D];大连交通大学;2015年
3 史新东;机车牵引齿轮箱有限元分析及结构优化[D];大连交通大学;2015年
4 臧庆;高速动车组齿轮箱稳健优化设计研究[D];大连交通大学;2015年
5 孙娟;基于模型的风电齿轮箱故障检测[D];南京理工大学;2015年
6 李淑颖;齿轮箱非线性耦合系统的动力学分析[D];山东大学;2015年
7 张晶;地铁齿轮箱结构改进研究[D];上海交通大学;2015年
8 张拉专;齿轮箱早期故障信号增强与智能诊断方法研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
9 付强;风电齿轮箱早期复合故障信息提取技术研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
10 娄建宏;T公司风电齿轮箱的市场营销策略组合研究[D];首都经济贸易大学;2015年
本文编号:1050749
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jixiegongcheng/1050749.html