兆瓦级风机变桨轴承与轮毂连接螺栓的疲劳分析

针对1. 5 MW级风电机组叶片与轮毂连接处变桨轴承上的螺栓,提出一种计算连接螺栓的疲劳损伤值的方法。首先,运用Abaqus软件建立合理的有限元模型,对叶根中心处加弯矩载荷,利用Matlab完成弯矩时间历程谱转换成应力时间历程谱。最后对应力时间历程谱进行雨流计数法处理,再利用Miner线性累计损伤理论和S-N曲线对螺栓进行疲劳分析计算。结果表明螺栓的疲劳损伤值在安全范围内,风机到达使用寿命前螺栓的疲劳损伤很小。研究工作可以指导整个风机上连接螺栓的优化设计,为螺栓疲劳设计和寿命分析提供参考。     

水平轴风电机组轮毂疲劳损伤计算方法

结合有限单元法和雨流计数法,利用名义应力法开发了一种用于水平轴风电机组轮毂疲劳损伤计算的方法.以某2.0MW水平轴风电机组轮毂为算例,分析了轮毂疲劳载荷产生的原因,在计算风电机组轮毂时序疲劳载荷的基础上,通过使用有限元分析选取轮毂疲劳热点,对轮毂疲劳应力进行雨流计数统计,结合轮毂结构S-N曲线计算了轮毂在20年运行寿命...     

兆瓦级风电机组行星架设计及有限元分析

以某兆瓦级风电机组主齿轮箱为研究对象,设计了齿轮箱的行星传动机构.通过三维建模软件建立行星架的计算模型,利用有限元方法对行星架的应力、位移及疲劳寿命等进行分析计算,得到其最大位移及最大应力的大小和发生位置,最大位移发生在行星架右壁轴孔边缘处,最大应力发生在右壁与轴承结合处.对行星架疲劳寿命的分析表明其在额定载荷下可以承受无限多次循环而不破坏.结果为某兆瓦级风电机组行星架及齿轮传动的设计提供了理论依据.     

全自动深压纹机向心关节轴承的寿命分析

针对YW-1020型全自动深压纹机各关键铰链处的向心关节轴承在实际工作时内、外圈易发生疲劳磨损的问题,根据疲劳寿命预测相关理论,研究了深压纹机在满载工况下向心关节轴承的疲劳寿命。通过Solidworks建立了深压纹机整机的三维模型,运用ANSYS Workbench对深压纹机进行了有限元分析,提取出应力最大的向心关节轴承,进而利用Fatigue Tool模块对轴承进行疲劳寿命分析,该结果与接触疲劳寿命理论估算结果基本一致,并与试验所得失效轴承的寿命数据相接近。研究结果表明:最大应力位置处向心关节轴承的最小疲劳寿命约为266 d,有效预测了轴承的工作寿命。     

探究不同黏度的润滑油对齿轮疲劳寿命的影响

通过油液分析技术探讨了不同黏度的润滑油对齿轮齿面耐磨性的影响。首先在Romax软件中仿真分析了不同黏度的润滑油对齿面间油膜厚度的影响,然后通过齿轮疲劳运转试验分析了不同黏度的润滑油对齿面磨损的影响。通过对油液进行分析监测,并结合仿真计算的油膜厚度、油液浓度分析数据和最终齿轮寿命结果可知,一般混合润滑状态下,润滑油黏度、油膜厚度、疲劳剥落颗粒物浓度和齿轮寿命有一定的关系,随着润滑油黏度升高,齿面的磨损状态得到改善,齿面应力更加均匀,齿轮寿命得以延长。     

接触角对风电轴承疲劳寿命的影响

风力发电机偏航轴承结构参数复杂,工作条件特殊,笔者通过仿真确定偏航轴承优化的结构参数,使此种轴承的疲劳寿命长,减少轴承在风场中的维修次数;采用有限元分析方法,建立了风电偏航轴承的三维有限元仿真模型,应用典型的联合载荷和边界条件,对各种不同接触角的轴承模型进行疲劳寿命分析,得出了轴承承载过程中的疲劳安全因子、疲劳寿命的相...     

风电机组偏航制动缸疲劳寿命分析

针对风电机组偏航制动缸疲劳开裂问题,基于湖南某风场SCADA实测运行监测数据,分析24台风电机组全年偏航运行与偏航制动次数关系,运用非参数估计法,获得偏航运行周期;基于ABAQUS建立偏航制动系统有限元模型,制定偏航制动缸运行载荷谱;根据GL规范,开展偏航制动缸强度校核;基于nCode Design-Life开展偏航制动缸疲劳寿命计算,分析偏航制动缸相邻两缸壁厚度对疲劳寿命的影响。结果表明:缸壁厚度对其疲劳寿命具有显著性影响,通过优化缸壁厚度可延长制动缸的疲劳寿命。     

基于Romax的风机低速输入轴轴承疲劳寿命分析

以MWT100-1.0 MW型风力发电机组低速输入轴轴承为例,根据轴承在全寿命周期下的设计载荷工况,基于Romax Designer仿真分析了轴承径向游隙与润滑对风机低速输入轴轴承疲劳寿命的影响,得到当径向游隙为-10~0μm、润滑油膜参数为3.21时,风机低速输入轴轴承寿命最高,并探讨了考虑径向游隙的风机低速输入轴轴承疲劳寿命预测公式。     

风力发电机组变桨轴承断裂失效分析

变桨轴承是风电机组的关键零部件之一,其可靠性对风电机组的安全运行有重大影响。以某型风电机组变桨轴承断裂为例,对该变桨轴承进行有限元分析,结合理化检测,研究变桨轴承套圈开裂原因。结果表明,该变桨轴承套圈疲劳强度不满足要求,螺栓孔内部有锈蚀坑,在较大循环应力作用下,套圈疲劳断裂。提出了改进及预防变桨轴承失效的措施。     

水润滑艉轴承的磨损寿命研究

磨损破坏是水润滑艉轴承最为常见的破坏形式,对其磨损寿命的预测和研究有着重要的现实意义。根据水润滑艉轴承的Streibeck曲线和Meeks模型设计轴承加速寿命试验,并通过试验获得轴承的寿命特征参数;采用基于灰色估计法求解Weibull分布,获得轴承的寿命评估模型;将寿命特征参数代入评估模型中,获得水润滑艉轴承的寿命分布模型。实验结果表明该模型的精度很高,在工程实践中可以利用该模型对滑动轴承的磨损可靠性寿命进行预测。     

基于油液监测的风机主齿轮箱磨损预测

针对风电机组主齿轮箱运行过程中因润滑不良导致异常磨损等故障的问题,提出偏最小二乘回归分析(PLS)方法来处理油液监测数据,并采用灰色等维递补模型进行故障预测.通过对油液监测数据中的运动黏度、酸值和铜元素、硅元素、锌元素、磷元素以及铁元素含量进行数据初值化与主成分提取,构建PLS模型并进行数据拟合分析.结果表明:运用偏最...     

兆瓦级风机机架焊缝疲劳分析

在风力发电机机架的焊缝疲劳分析时,目前应用最广的方法为表面外推热点应力法.表面外推热点应力法直接应用热点应力作为疲劳应力控制参量,板厚尺寸和载荷模式效应通常按经验修正公式考虑,焊趾缺口效应在热点应力S-N曲线中统计考虑.以某兆瓦级风机焊接机架为例,首先建立机架的有限元分析模型,计算得到热点的应力,其次通过将载荷历程与其进行通道合并,并运用雨流计数法计算得到等效疲劳应力,最后结合焊缝的S-N曲线进行焊缝的疲劳强度评定及寿命预测.     

重载轴承节能延寿试验研究

针对国内重载轴承易磨损、使用寿命短的问题,对重载轴承中的风电机组发电机轴承的运行情况进行了研究,提出了一种在润滑脂中加入纳米金刚瓷来改善重载轴承的磨损,延长使用寿命的方法。试验以BLT-L3大型轴承寿命试验机为平台,模拟了重载轴承的实际工况,通过在重载轴承中分别加入基础脂与金刚瓷脂,进行了强化寿命比对试验,并对试验中重载轴承所消耗的驱动能耗与运行寿命进行了数据比对与结果分析。研究结果表明:纳米金刚瓷有效降低了重载轴承的驱动能耗,同时大幅延长了重载轴承的使用寿命,对提高国内重载轴承的使用寿命和降低驱动能耗具有参考意义。     

考虑温度影响的角接触球轴承疲劳寿命仿真研究

针对承受热应力和结构应力共同作用下的角接触球轴承,利用ANSYS Workbench软件对其进行疲劳寿命分析。在三维软件Pro/E中建立轴承模型,导入有限元软件ANSYS Workbench中得到轴承的有限元模型,进行热-应力耦合分析,得到轴承温度分布和应力分布;根据零件的材料属性,利用ANSYS Workbench的Fatigue模块分析了轴承的疲劳寿命。根据软件模拟计算得到轴承寿命情况,为机床主轴轴承寿命的预测奠定基础。     

考虑磨损的全断面硬岩掘进机主轴承寿命计算

主轴承是全断面硬岩掘进机传动系统的重要部件,在恶劣的服役环境下会因磨损疲劳复合作用导致寿命计算困难,分散性大,因此提出一种考虑磨损的TBM主轴承寿命预测模型。首先,为确定主推滚子载荷,建立主轴承载荷分布计算模型并通过有限元模型进行验证;然后,为获得滚子接触特性,建立滚子与滚道接触的局部有限元模型,以最大接触载荷为输入进行求解;最后,基于Archard磨损理论与连续损伤力学理论对主轴承疲劳寿命进行预测。某4.8 m级TBM主驱动轴承的寿命预测结果表明：滚子中心处不发生磨损,磨损深度从滚子中心到两端先增大后减小,导致最大接触应力从最初边缘处的1 253 MPa增大至中心处的1 584 MPa,滚子有效接触长度从94 mm增大至96 mm,计算得到主轴承寿命为15 778 h。     

基于支持向量机的风电机组主轴轴承故障诊断

主轴轴承是风电机组的重要部件之一。通常主轴轴承故障诊断方法主要是基于振动信号和温度信号以及润滑油成分分析等。这里利用支持向量机建立了风电机组发电机输出功率模型,输入量为风速、变桨角度、风向角与机舱角偏差;输出量为发电机输出有功功率。在相同输入条件下,当主轴轴承存在磨损等故障时,发电机输出有功功率将随故障的逐步加重而逐渐减小,发电机输出有功功率实际值与预测值之间的残差将超出正常的阈值。这里以某风电场风机主轴轴承实际故障进行了仿真验证。     

基于裂纹萌生期限的典型零件剩余寿命预测

将有限元分析方法与疲劳寿命预测相结合,以曲轴为对象,对循环载荷导致的疲劳断裂进行了研究。以实际裂纹检测精度定义的疲劳裂纹萌生极限尺寸为计算标准,通过ABAQUS有限元分析计算整体应力应变,采用子结构分析由名义载荷得出的局部最大名义应力载荷谱,结合Ohij疲劳寿命法则准确计算出裂纹萌生期限,实现了基于裂纹萌生的剩余寿命预测。     

动压滑动轴承润滑状态与磨损分析

运用物理分析与理论计算的方法对动压滑动轴承的不同润滑状态进行分析，说明轴承在不同润滑状态下运行时的磨损情况及其对轴承运行性能的影响。文中结合具体实例进行计算并对引起轴承损伤的原因进行分析，说明轴承所处的润滑状态对其磨损和寿命有着直接的关系。     

风力发电机主轴轴承加速寿命试验研究

主轴轴承是风电机组核心零部件之一，为保障机组可靠运行，防止轴承发生早期失效，在机组正式投入使用前，需要通过轴承加速寿命试验进行验证。以典型风电机组载荷为研究对象，分析了轮毂中心各方向载荷特征和分布规律，提出一种将工况载荷简化为试验载荷的等效方法。另外，虽然加速寿命试验可以通过提高试验载荷来缩短试验时间，但载荷超过一定限值会导致轴承发生塑形变形，影响试验结果判定，因此，基于轴承应力和载荷当量计算公式，通过逆向推导方式，完成轴承加速寿命试验过程中载荷限定条件的推导，并通过加速寿命试验对上述方法的有效性进行实际验证。     

电力金具U型环基于有限元软件的疲劳寿命研究

电力金具U型环的磨损主要是由于疲劳磨损引起的。以数值仿真分析方法为基础,利用有限元ANSYS Workbench软件进行疲劳寿命的分析。在三维软件UG中建立U型环接触模型,导入有限元分析软件ANSYSWorkbench中得到U型环的有限元模型,进行力学分析,找出应力薄弱环节;根据零件的材料属性,利用ANSYS Workbench的Fatigue Tool模块分析U型环的疲劳寿命,分析了U型环在载荷作用下的危险区域。根据实验数据得到的理论方程求得薄弱环节应力的磨损次数,再通过实验值与理论计算值进行对比,证明了ANSYSWorkbench在疲劳分析中的可行性。U型环在0.4t载荷下循环次数的模拟,对电路金具运行过程中的检查和维护有一定的借鉴意义。