H型垂直軸風電機組主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析方法的研究

【摘要】：風力發(fā)電是具有大規(guī)模發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕茉?。H型垂直軸風電機組由于其優(yōu)越的空氣動力學性能,應(yīng)用愈來愈廣泛。主軸系統(tǒng)是垂直軸風電機組聯(lián)結(jié)風輪和齒輪增速箱的重要組成部件,受力復雜,其結(jié)構(gòu)特性直接影響風電機組的壽命。論文根據(jù)結(jié)構(gòu)動力學、有限元分析理論,結(jié)合風力發(fā)電機組設(shè)計規(guī)范,對H型垂直軸風電機組主軸系統(tǒng)進行了深入系統(tǒng)的研究,為H型垂直軸風力機主軸系統(tǒng)設(shè)計提供依據(jù)。論文主要研究內(nèi)容和成果如下:(1)研究了大型H型垂直軸風電機組的工作原理、整機結(jié)構(gòu),明確了其主軸系統(tǒng)的設(shè)計要求和結(jié)構(gòu)特點。并確定主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析的方案。(2)研究應(yīng)用于H型垂直軸風電機組主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析的相關(guān)理論。根據(jù)Hertz接觸及彈性流體潤滑理論對主軸回轉(zhuǎn)支承軸承在潤滑狀態(tài)下的綜合徑向剛度進行了理論計算,分析了主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析中軸承忽略油膜剛度的合理性,為主軸系統(tǒng)準確分析提供依據(jù)。(3)結(jié)合研發(fā)的H型垂直軸風電機組主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu),研究建立基于非線性接觸分析的有限元建模方法。應(yīng)用大型通用有限元分析軟件Ansys,分析校核了主軸系統(tǒng)在極限載荷工況下靜強度、靜剛度。(4)研究主軸系統(tǒng)在徑向負載下的柔度理論分析方法,對主軸系統(tǒng)的支承跨距進行了優(yōu)化分析,得到了合理的支承跨距,改善了主軸系統(tǒng)動力學性能。 【關(guān)鍵詞】：H型垂直軸風電機組 主軸系統(tǒng) 非線性接觸 油膜剛度 支承跨距 動力學性能
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM315
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 課題研究的背景8-12
• 1.1.1 風力發(fā)電概況8-10
• 1.1.2 垂直軸風電機組10-12
• 1.2 國內(nèi)外垂直軸風電機組研發(fā)現(xiàn)狀分析12-13
• 1.2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀12
• 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.3 課題研究的目的和意義13-14
• 1.3.1 課題研究的目的13-14
• 1.3.2 課題研究的意義14
• 1.4 課題研究的內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu)14-16
• 2 H型垂直軸風電機組及其主軸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)16-22
• 2.1 H型垂直軸風電機組整機結(jié)構(gòu)16-17
• 2.2 H型垂直軸風電機組主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)17-19
• 2.3 主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析技術(shù)方案19-22
• 3 主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析的理論基礎(chǔ)研究22-42
• 3.1 H型垂直軸風電機組主軸系統(tǒng)的載荷分析22-23
• 3.2 主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析方法23-25
• 3.3 彈流潤滑理論下主軸系統(tǒng)軸承剛度分析25-42
• 3.3.1 經(jīng)典HERTZ接觸理論下主軸軸承剛度27-35
• 3.3.2 彈流潤滑下油膜法向剛度分析35-39
• 3.3.3 彈流潤滑下軸承綜合剛度分析39-42
• 4 H型垂直軸主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)強度分析研究42-64
• 4.1 主軸系統(tǒng)有限元模型42-48
• 4.2 主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)強度分析48-53
• 4.2.1 主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析邊界條件48-53
• 4.3 主軸系統(tǒng)結(jié)果評價53-64
• 5 主軸系統(tǒng)支承跨距優(yōu)化分析64-78
• 5.1 風電機組主軸系統(tǒng)徑向柔度理論分析64-70
• 5.2 主軸動力學分析70-78
• 5.2.1 主軸動力學分析理論70-71
• 5.2.2 主軸支撐跨距優(yōu)化分析71-78
• 6 結(jié)論與展望78-80
• 6.1 論文主要結(jié)論78
• 6.2 后續(xù)研究工作展望78-80
• 致謝80-82
• 參考文獻82-86
• 附錄86
• A. 攻讀碩士學位期間參與的課題研究86

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