風(fēng)電機(jī)組中關(guān)鍵零部件的疲勞分析及應(yīng)用.pdf

1、近十幾年來，隨著礦物能源的枯竭，作為清潔能源的風(fēng)電得到越來越多的重視。全球風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，使得風(fēng)電機(jī)組中的一些問題不斷暴露出來。在過去十幾年國內(nèi)外發(fā)生的上百起風(fēng)電事故中，很大部分的風(fēng)電事故是由于疲勞破壞導(dǎo)致的。我國風(fēng)電機(jī)組生產(chǎn)企業(yè)由于缺乏相應(yīng)的技術(shù)，因此在疲勞分析方面不太重視。準(zhǔn)確的分析風(fēng)電機(jī)組中關(guān)鍵零部件的疲勞損傷，對提高我國風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計水平和制造能力有著重要意義。
　　 在國家科技支撐計劃項(xiàng)目“5.0MW雙饋式變速

2、恒頻近海風(fēng)電機(jī)組整機(jī)設(shè)計集成及示范”(項(xiàng)目編號：2009BAA22802)的資助下，論文提出了“風(fēng)電機(jī)組中關(guān)鍵零部件的疲勞分析及應(yīng)用的研究”課題。在結(jié)合國內(nèi)某著名風(fēng)電機(jī)組生產(chǎn)商所生產(chǎn)的某MW級雙饋式變速恒頻近海風(fēng)電機(jī)組的疲勞校核基礎(chǔ)上，基于德國勞埃德船級社(GL)風(fēng)電機(jī)組認(rèn)證規(guī)范，分析了風(fēng)電機(jī)組中的關(guān)鍵零部件主軸及螺栓的疲勞損傷，提出了一種具有工程實(shí)用價值的疲勞分析方法，論文主要研究內(nèi)容如下：
　　 ①詳細(xì)介紹了疲勞分析的基本知

3、識，包括金屬疲勞破壞的機(jī)理、疲勞的測定方法以及影響零件疲勞的各種因素，并且指出了在實(shí)際設(shè)計生產(chǎn)時，如何提高零件的疲勞壽命，為后續(xù)的關(guān)鍵零部件疲勞分析打下了基礎(chǔ)。
　　 ②提出了風(fēng)電機(jī)組疲勞失效分析的可行性方法。通過對目前較常見的幾類疲勞損傷模型的論述以及常見疲勞累積損傷理論的比較，得出最適合風(fēng)電機(jī)組關(guān)鍵零部件多軸疲勞失效分析的方法；結(jié)合Bladed軟件仿真得到的疲勞載荷時間歷程，提出利用改進(jìn)的雨流計數(shù)法處理，得到疲勞載荷譜，為后

4、續(xù)的零部件疲勞分析提供了輸入數(shù)據(jù)。
　　 ③對主軸疲勞壽命進(jìn)行了分析。基于Palmgren-Miner線性累計損傷理論，利用建立的主軸有限元模型，將仿真得到的疲勞載荷譜以及主軸材料屬性加載到該模型上，計算出了主軸在疲勞載荷作用下的疲勞損傷，為此類零件的疲勞分析提供了比較實(shí)用的分析方法。
　　 ④對風(fēng)電機(jī)組中地基預(yù)埋件連接高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，利用Schmidt/Neuper螺栓疲勞計算模型，計算出實(shí)際工況下螺栓的疲