大功率风电齿轮箱系统耦合动态特性研究

大功率风电齿轮箱为风力发电机组关键部件之一,其工作特性对风电机组稳定运行具有重要影响。针对某大功率风电齿轮箱参数及工况,考虑斜齿轮副时变啮合刚度和传递误差激励,建立齿轮箱传动系统子结构模型;基于均匀弯曲Timoshenko理论,建立齿轮箱箱体子结构模型;根据传动子结构和箱体子结构系统变形协调条件,建立大功率风电齿轮箱系统耦合动力学模型,对系统振动响应进行计算分析。研究表明:各级齿轮啮合激起结构响应频率,结构响应频率与系统齿轮啮合频率未发生共振;在系统振动加速度响应频率成分中,除三级齿轮传动啮合频率外,存在调频现象,并将研究结果与试验结果进行对比分析。     

轮齿齿面断裂失效研究综述

齿面断裂失效作为齿轮接触失效的一种形式,相比表面或近表面处萌生裂纹的点蚀、微点蚀和齿根断裂等失效形式更具有潜在危险性.为了研究分析齿面断裂失效的机理、影响因素等问题,综述了基于局部材料强度法进行齿面断裂失效的相关研究内容,进行了充分的讨论和分析,得出了轮齿齿面断裂失效的特点和机理,阐述了影响齿面断裂的几个重要因素如残余应力等,并得出齿面断裂失效的预估方式和设计计算方法的相关结论,为今后深入了解轮齿齿面断裂这种失效形式提供了依据,并为工程实际中抗轮齿齿面断裂失效的设计与制造提供了理论支撑.     

金属粉末压制成形的细观模拟研究

鉴于粉末的细观性质对其压制时力学行为的重要影响,近年来通过细观模拟方法来探讨金属粉末的细观力学行为已引起了国内外学者的极大关注.金属粉末的细观模拟是深入探讨其宏观力学性质的重要基础,有重要意义.本文概述了近年来金属粉末压制成形细观模拟的几种主要研究方法,并对其进行了综合评述,指出了细观模拟的难点,对该领域的发展进行了展望.     

风电机组行星齿轮-滚动轴承耦合系统动态特性研究

为满足行星齿轮与滚动轴承集成设计需求，基于多体动力学理论和弹性接触理论，提出一种考虑行星齿轮与滚动轴承动态相互影响且能计算各滚动体接触载荷的行星齿轮-滚动轴承耦合系统动力学建模方法。以风电机组行星齿轮滚动轴承系统为研究对象，构建其耦合系统动力学模型，研究行星齿轮与滚动轴承间的耦合作用机理。研究发现：行星齿轮对滚动轴承动态响应影响显著，受齿轮啮合力影响滚动体接触载荷与轴承偏心轨迹呈高频波动特征，设计时应充分评估行星齿轮对滚动轴承动态响应影响。     

风电渗碳齿轮内部疲劳断裂可靠性研究

齿轮内部疲劳断裂作为风电渗碳齿轮典型失效形式，是限制风电齿轮箱服役性能提升的瓶颈之一。基于应力强度模糊干涉函数和齿轮材料强度退化理论，结合风电LDD载荷与Dang Van多轴疲劳准则建立渗碳齿轮内部疲劳断裂可靠度分析模型，通过与某2 MW风电齿轮失效样本进行对比验证了模型的适用性。采用因子试验设计方法分析齿轮硬度梯度和微观修形对内部疲劳断裂失效的影响，通过材料暴露系数回归方程进行望小优化设计获得主因子最佳参数匹配。研究结果表明心部硬度、齿向鼓形对内部疲劳断裂失效影响权重最大，通过优化设计将该齿轮副内部疲劳断裂可靠度由0.968 399提高至0.972 678。