基于聯(lián)合仿真的風(fēng)電偏航軸承力學(xué)特性分析.pdf

1、風(fēng)力發(fā)電機組偏航軸承起到調(diào)節(jié)輪轂葉片方位使其對準風(fēng)向的作用，工作時承受軸向載荷、徑向載荷和傾覆力矩的共同作用。選題根據(jù)“遼寧省科技創(chuàng)新重大專項(No.201303006)”項目，對偏航軸承的力學(xué)特性進行分析研究。軸承的力學(xué)特性分析研究包含兩方面:滾動體與內(nèi)外圈之間接觸特性，它直接影響接觸表面及次表面應(yīng)力分布，引起軸承失效;軸承內(nèi)外套圈及其支撐結(jié)構(gòu)的柔性變形引起滾動體接觸載荷和接觸角分布變化，它間接影響接觸應(yīng)力分布情況。為此，本文主要從接

2、觸特性和柔性變形兩方面研究軸承靜力學(xué)特性。
　　首先詳細介紹傳統(tǒng)Hertz點接觸理論關(guān)于接觸載荷、接觸應(yīng)力與相對趨近量之間的關(guān)系計算公式，并通過公式變換得到內(nèi)外圈與單個滾動體接觸時的接觸剛度。通過有限元軟件建立軸承局部接觸模型，分別進行局部接觸模型的有限元彈性和有限元彈塑性分析。提取接觸載荷、最大接觸應(yīng)力和相對趨近量，對比分析兩種局部接觸模型和點接觸理論的計算結(jié)果。根據(jù)提取的結(jié)果擬合建立接觸載荷與彈性相對趨近量之間的關(guān)系方程以及最

3、大接觸應(yīng)力與相對趨近量的之間的關(guān)系方程。
　　其次建立一種包含軸承支撐結(jié)構(gòu)和內(nèi)外圈柔性變形的偏航軸承計算模型。推導(dǎo)軸承的接觸變形協(xié)調(diào)條件，其中引入支撐結(jié)構(gòu)和內(nèi)外套圈柔性變形對滾道曲率中心位置的影響。建立關(guān)于軸承加載套圈的多自由度靜力學(xué)平衡方程，通過迭代計算求解滾動體的接觸載荷、接觸角分布情況。采用聯(lián)合仿真計算分析方法，通過MATLAB循環(huán)調(diào)用ANSYS實現(xiàn)聯(lián)合仿真。其中MATLAB運算理論迭代程序，ANSYS計算輸出柔性變形引起的