風(fēng)電機(jī)組主軸軸承疲勞壽命分析與數(shù)值模擬

【摘要】：為了緩解能源危機(jī),近些年來我國開始大力發(fā)展風(fēng)力發(fā)電,然而我國風(fēng)電相關(guān)制造產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展仍然緩慢,其中風(fēng)電機(jī)組主軸軸承的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)仍處于起步階段,因此研究主軸軸承疲勞壽命及其數(shù)值模擬方法對于國內(nèi)風(fēng)電制造產(chǎn)業(yè)來說是具有重大意義的。 本文從Hertz理論等滾動(dòng)軸承分析基礎(chǔ)理論出發(fā),以雙列調(diào)心滾子軸承230/670CA/W33*為例,首先分析了主軸軸承的整體受力情況,隨后提出了考慮徑向游隙的滾動(dòng)軸承內(nèi)部載荷分布理論,闡述L-P軸承疲勞壽命理論和滾動(dòng)軸承疲勞壽命修正方法,最后確定了徑向游隙與主軸軸承疲勞壽命之間的量化關(guān)系,并分析了游隙對軸承疲勞壽命的影響,考慮裝配、溫度和載荷等因素,對主軸軸承的最佳原始游隙進(jìn)行計(jì)算；同時(shí),本文還利用有限元方法對主軸軸承滾子滾道間的接觸應(yīng)力進(jìn)行模擬分析,綜合考慮邊緣應(yīng)力和滾子長度利用率,研究了載荷和滾子外形對接觸應(yīng)力分布的影響,對風(fēng)電機(jī)組主軸軸承設(shè)計(jì)、參數(shù)優(yōu)化以及裝配調(diào)試具有一定指導(dǎo)意義。 此外,本文在疲勞壽命分析理論基礎(chǔ)之上,通過ANSYS和Fe-safe軟件對主軸軸承疲勞壽命進(jìn)行數(shù)值模擬,得出主軸軸承疲勞強(qiáng)度薄弱處以及疲勞壽命,為風(fēng)電機(jī)組主軸軸承的壽命預(yù)測以及合理安排維修和維護(hù)提供依據(jù)。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電機(jī)組 主軸軸承 游隙 疲勞壽命 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TM315
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題研究背景及意義9-11
• 1.1.1 選題背景9-11
• 1.1.2 課題研究意義11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 滾動(dòng)軸承壽命研究發(fā)展歷程及現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 風(fēng)電機(jī)組主軸軸承國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13
• 1.2.3 疲勞壽命數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容14-15
• 第2章 風(fēng)電機(jī)組主軸軸承研究理論基礎(chǔ)15-25
• 2.1 風(fēng)電機(jī)組主軸軸承配置方案15-17
• 2.1.1 兩點(diǎn)式支撐配置方案15
• 2.1.2 三點(diǎn)式支撐配置方案15-16
• 2.1.3 一點(diǎn)式支撐配置方案16-17
• 2.2 滾子軸承宏觀幾何學(xué)17-19
• 2.2.1 滾子軸承基本幾何尺寸17
• 2.2.2 軸承滾子的幾何尺寸17-18
• 2.2.3 接觸角18
• 2.2.4 游隙18-19
• 2.3 Hertz彈性接觸理論19-24
• 2.3.1 Hertz彈性接觸理論概述19
• 2.3.2 主曲率和∑ρ與主曲率差函數(shù)F(ρ)19-20
• 2.3.3 點(diǎn)接觸20-22
• 2.3.4 線接觸22-23
• 2.3.5 滾子軸承接觸類型23-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第3章 風(fēng)電機(jī)組主軸軸承受力分析及內(nèi)部載荷分布25-42
• 3.1 本文研究對象25
• 3.2 風(fēng)電機(jī)組主軸軸承受力分析25-27
• 3.3 風(fēng)電機(jī)組主軸軸承內(nèi)部載荷分布27-35
• 3.3.1 載荷-變形關(guān)系27-28
• 3.3.2 角接觸軸承載荷分布28-31
• 3.3.3 雙列調(diào)心滾子軸承載荷分布31-34
• 3.3.4 主軸軸承內(nèi)部載荷分布計(jì)算實(shí)例34-35
• 3.4 風(fēng)電機(jī)組主軸軸承接觸應(yīng)力分析35-40
• 3.4.1 有限元分析方法簡介35-36
• 3.4.2 調(diào)心滾子軸承滾子滾道接觸應(yīng)力有限元分析36-39
• 3.4.3 滾子滾道間密合度對接觸應(yīng)力的影響39-40
• 3.5 本章小結(jié)40-42
• 第4章 風(fēng)電機(jī)組主軸軸承壽命分析42-55
• 4.1 滾動(dòng)軸承L-P疲勞壽命理論42-46
• 4.1.1 L-P疲勞壽命理論基礎(chǔ)42-43
• 4.1.2 基于L-P理論的向心滾子軸承疲勞壽命計(jì)算43-45
• 4.1.3 滾子軸承疲勞壽命計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)45-46
• 4.2 徑向游隙對軸承壽命的影響46-52
• 4.2.1 徑向游隙不為零時(shí)主軸軸承的內(nèi)部載荷分布46-47
• 4.2.2 徑向游隙不為零時(shí)主軸軸承的疲勞壽命計(jì)算方法47
• 4.2.3 風(fēng)電機(jī)組主軸軸承疲勞壽命計(jì)算與分析47-51
• 4.2.4 風(fēng)電機(jī)組主軸軸承疲勞壽命修正51-52
• 4.3 風(fēng)電機(jī)組主軸軸承最佳原始游隙的選擇52-54
• 4.3.1 過盈配合對游隙的影響53
• 4.3.2 工作溫度對游隙的影響53
• 4.3.3 載荷對游隙的影響53
• 4.3.4 最佳原始游隙的選擇53-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 第5章 風(fēng)電機(jī)組主軸軸承疲勞壽命數(shù)值模擬55-64
• 5.1 基于ANSYS的主軸軸承有限元分析55-58
• 5.1.1 主軸軸承有限元模型55-56
• 5.1.2 創(chuàng)建接觸對56-57
• 5.1.3 施加約束與載荷57
• 5.1.4 主軸軸承數(shù)值模擬結(jié)果與分析57-58
• 5.2 材料特性58
• 5.3 疲勞分析方法與疲勞累計(jì)損傷理論58-59
• 5.3.1 疲勞壽命分析方法58-59
• 5.3.2 疲勞累積損傷理論59
• 5.4 載荷譜的制定59
• 5.5 基于Fe-safe軟件的風(fēng)電機(jī)組主軸軸承疲勞壽命數(shù)值模擬59-62
• 5.5.1 ANSYS分析結(jié)果導(dǎo)入59-60
• 5.5.2 主軸軸承載荷參數(shù)設(shè)置60
• 5.5.3 材料疲勞屬性設(shè)置60-61
• 5.5.4 求解參數(shù)設(shè)置61
• 5.5.5 疲勞壽命模擬結(jié)果及分析61-62
• 5.6 本章小結(jié)62-64
• 第6章 結(jié)論與展望64-66
• 6.1 結(jié)論64
• 6.2 展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果69-70
• 致謝70

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來了解更多相關(guān)內(nèi)容

滾動(dòng)軸承壽命理論的發(fā)展    王獻(xiàn)鋒,陳科,賴俊賢,王金鈞

風(fēng)力發(fā)電機(jī)專用軸承    李媛媛,葉亞飛

滾動(dòng)軸承壽命理論的發(fā)展    苗學(xué)問;王大偉;洪杰;

風(fēng)力發(fā)電機(jī)用軸承簡述    陳龍;杜宏武;武建柯;王玲;

軸承試驗(yàn)機(jī)及試驗(yàn)技術(shù)    劉蘇亞;

風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸承配置    Manuel Rettinge;

風(fēng)電機(jī)組中的風(fēng)電軸承    馮琴;張先鳴;

大型風(fēng)電機(jī)組主軸軸承承載能力分析    于虹;田振亞;鄒荔兵;

風(fēng)力預(yù)測技術(shù)推進(jìn)風(fēng)電發(fā)展    趙新川;

滾動(dòng)軸承疲勞破壞機(jī)理和疲勞壽命模型綜述    劉洪志;

薄壁結(jié)構(gòu)響應(yīng)特性有限元數(shù)值模擬和疲勞壽命預(yù)測方法研究    劉建濤

網(wǎng)格型仿生表面形態(tài)汽車齒輪抗疲勞性能研究與數(shù)值模擬    呂尤

風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸軸承的優(yōu)化設(shè)計(jì)及可靠性研究    周晴

輪轂軸承多工況疲勞壽命建模與數(shù)值仿真    王露

疲勞裂紋鉆孔止裂技術(shù)研究    郭阿明;王力忠;田秋月;

基于分析建模方法的變槳距風(fēng)力機(jī)靜態(tài)特性數(shù)學(xué)模型    陳秋良;

某乘用車離合器總成結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及疲勞分析    王群娜;王國權(quán);

試驗(yàn)測定DFR的升降法方法    鮑蕊,張建宇,陳勃,費(fèi)斌軍

塔式起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)加強(qiáng)部位疲勞試驗(yàn)研究    張朋,王凱輝,方家惠,李梅山,孟憲頤,張惠生

基于ANSYS的大型風(fēng)機(jī)葉片建模研究    李成良;王繼輝;薛忠民;李軍向;

T型焊接接頭疲勞性能研究    張健;卞鳴煜;冷建興;孫培林;

海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組支撐結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)特性研究    陳前;付世曉;鄒早建;

輕型車懸掛系統(tǒng)動(dòng)態(tài)研究方法    陸爽

輕型車懸架扭桿壽命估計(jì)方法的研究    陸爽,張曉輝

基于bladed軟件的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組穩(wěn)態(tài)風(fēng)性能曲線研究    陸曄;滕蓓;祁恩榮;

復(fù)雜載荷下的應(yīng)力場強(qiáng)法疲勞壽命估算    李玉春;姚衛(wèi)星;

基于單軸高周疲勞壽命預(yù)測的局部應(yīng)力應(yīng)變法的研究    錢桂安;王茂廷;

用局部應(yīng)力應(yīng)變法進(jìn)行高周疲勞壽命預(yù)測的研究    錢桂安;王茂廷;王蓮;

TA17鈦合金常溫低周疲勞與缺口試樣的壽命預(yù)測模型    黃學(xué)偉;蔡力勛;梁波;

輪輻過渡圓角對輪轂應(yīng)力集中程度影響的研究    龍思遠(yuǎn);李鳳娥;徐紹勇;

對低速重載滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算方法的探討    劉源泂;孔建益;王興東;李公法;

垂直升降式垃圾壓縮機(jī)機(jī)架疲勞壽命可靠性分析    李野;李佳;

鋁合金薄板與鍛件疲勞極限與靜強(qiáng)度之間的關(guān)系    胡本潤;劉建中;

滾動(dòng)軸承疲勞壽命試驗(yàn)新進(jìn)展    李興林;張燕遼;張仰平;陸水根;卓繼志;鄢建輝;

大型風(fēng)電機(jī)組變槳距控制策略研究    王哲

雙饋風(fēng)電機(jī)組模型預(yù)測控制研究    井艷軍

大型風(fēng)電葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法研究    馬志勇

不同載荷下缺口參數(shù)對軸類零件低周疲勞壽命的影響    段紅燕

疲勞裂紋擴(kuò)展研究及在裝載機(jī)橫梁壽命估算中的應(yīng)用    衣振華

兆瓦級垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的關(guān)鍵技術(shù)研究    葛俊旭

納秒脈寬脈沖電化學(xué)微加工機(jī)床關(guān)鍵技術(shù)研究    羅紅平

ZK60和GW103K鎂合金高周疲勞行為及其噴丸強(qiáng)化研究    劉文才

混流式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片疲勞裂紋控制研究    張麗霞

承載夾層復(fù)合材料的輕量化設(shè)計(jì)方法及其應(yīng)用研究    李響

風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航控制系統(tǒng)的研究    金長生

SYB500輸油臂關(guān)鍵技術(shù)的研究    方桂景

兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機(jī)組整機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析    金大偉

小型水平軸被動(dòng)調(diào)速風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)與研究    崔文篆

雙饋風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)穩(wěn)定性研究    張忠志

煙氣輪機(jī)葉片疲勞壽命預(yù)測    梁浩騫

Darrieus風(fēng)輪的空氣動(dòng)力特性研究    馬海波

基于有限元和斷裂力學(xué)的起重機(jī)結(jié)構(gòu)故障診斷    甘文兵

低風(fēng)速啟動(dòng)垂直軸風(fēng)力機(jī)的性能研究    趙煒

單搭自沖鉚接頭機(jī)械性能研究    高山鳳

基于顯式動(dòng)力學(xué)的滾動(dòng)軸承接觸應(yīng)力有限元分析    樊莉;譚南林;沈棟平;

車身薄壁梁結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)的理論研究    孫凌玉,Stephen Bian,姚迎憲

航空發(fā)動(dòng)機(jī)薄壁機(jī)匣激光焊接有限元數(shù)值模擬    汪蘇;王春俠;郭軍剛;

乏信息材料布氏硬度測量誤差的灰自助預(yù)報(bào)    王中宇;葛樂矣;佟杰;席同鑫;

9Cr_2鋼激光淬火組織和硬度    李文學(xué);張風(fēng)云;陳宏杰;趙能懷;劉凱;

談現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法    劉利軍;

機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)方法與評判指標(biāo)    楊頂信;

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的傳動(dòng)裝置    張展

隨機(jī)載荷條件下齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度    許洪斌;祖世華;

仿生非光滑表面45~#鋼模具的熱疲勞性能    周宏,張志輝,任露泉,宋起飛,陳莉

材料疲勞裂紋擴(kuò)展和斷裂定量規(guī)律的研究    王泓

混凝土多軸疲勞破壞準(zhǔn)則研究    趙東拂

焊接鋼結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度與壽命預(yù)測理論的研究    管德清

金屬材料的多軸疲勞行為與壽命估算    王英玉

復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)鎳基單晶高溫合金低周疲勞損傷研究    丁智平

航空發(fā)動(dòng)機(jī)高速滾動(dòng)軸承力學(xué)特性研究    唐云冰

某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)低壓壓氣機(jī)輪盤疲勞可靠性分析    錢文學(xué)

40CrNiMoA鋼超高周疲勞行為研究    邵紅紅

無鉛釬料Sn-3.5Ag多軸棘輪變形與低周疲勞研究    高紅

基于虛擬疲勞試驗(yàn)的鐵路車輛焊接結(jié)構(gòu)疲勞壽命預(yù)測    李曉峰

基于擴(kuò)展有限元和水平集理論的裂紋擴(kuò)展問題研究    朱傳銳

激光仿生耦合熱作模具鋼熱疲勞性能研究    曹月

16Mn鋼焊接件疲勞裂紋萌生與擴(kuò)展的研究    高艷麗

輕型卡車高速齒輪耐磨性仿生研究    董立春

基于CSR的船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析和焊趾處疲勞強(qiáng)度分析    路金花

結(jié)構(gòu)在約束下和動(dòng)力作用下屈曲的數(shù)值模擬    肖剛

齒輪接觸疲勞試驗(yàn)中若干關(guān)鍵技術(shù)的研究    杜李峰

基于靈敏度與模擬退火方法的模型修正及軟件二次開發(fā)    陳文

基于時(shí)域精細(xì)算法與擴(kuò)展有限元技術(shù)的粘彈性位移場分析    劉波波

滾動(dòng)軸承剛度的非線性分析及工程應(yīng)用    黃琳琳

大型風(fēng)電機(jī)組主軸軸承承載能力分析    于虹;田振亞;鄒荔兵;

現(xiàn)代主軸軸承剛度的計(jì)算    

主軸軸承最小預(yù)緊載荷的計(jì)算    蔣興奇,馬家駒,顧小兵

航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸軸承使用壽命的概率分布與可靠性分析    韓茂祥,姚魯群

主軸的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及應(yīng)用    劉云豫;張珂瑜;

MW級風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主軸軸承壽命分析    石秉楠;袁帶英;劉衛(wèi);

主軸軸承錐孔深刮工具    錢桂榮;

組合鉆床主軸及傳動(dòng)軸軸承支承部件的便捷設(shè)計(jì)    孟俊煥,展如新

電主軸軸承定位結(jié)構(gòu)的改進(jìn)    苗曉鵬;王文杰;

主軸軸承潤滑加油盤    洪達(dá);

雙元素離子注入機(jī)及其在航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸軸承上的應(yīng)用    王錦輝;過騏千;朱啟良;白玉蘭;明建川;丁伽;徐志潛;金杰;梁華;

數(shù)控機(jī)床主軸軸承的預(yù)緊(摘要)    陳中林;金玉嬌;

提高數(shù)控機(jī)床主軸系統(tǒng)的切削性能    關(guān)顯德;孫國斌;滕立波;

上羅拉軸承游隙質(zhì)量控制初探    張悠良;

上羅拉軸承游隙質(zhì)量控制初探    張悠良;

深溝球軸承徑向游隙計(jì)算值和實(shí)測值差別的分析    高玉清;

關(guān)于組配角接觸球軸承組配率的研究與分析    李香;孫茂文;

圓柱滾子軸承徑向游隙檢測儀器的改進(jìn)    吳美霞;王惠玲;姚國棟;

鋁襯膠輥套差對軸承徑向游隙的影響及成紗機(jī)械波的關(guān)系初探    于穎泉;

行走中間盤失效分析    ?？其h;初旭宏;黃丙申;

7000億高鐵投資蛋糕 外資壟斷軸承裝備    本報(bào)記者 王潔

斯凱孚將與華銳風(fēng)電開展戰(zhàn)略合作    本報(bào)記者 楊紅英

圓盤踞使用故障及其檢修    齊自成

設(shè)備潤滑直接影響運(yùn)轉(zhuǎn)效率    鄒偉斌 焦衛(wèi)山

單臂石材切割機(jī)的維護(hù)與檢修    齊自成

瓦軸召開風(fēng)電裝備國產(chǎn)化軸承技術(shù)及配套會(huì)    鞠家田

瓦軸召開風(fēng)力發(fā)電裝備國產(chǎn)化軸承技術(shù)及配套會(huì)議    張平

用戶對國產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)品既愛又恨    幺炳唐

國產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)品用戶滿意度提高    劉杰 由慶祝

風(fēng)電設(shè)備行業(yè)洗牌漸行漸進(jìn)    

主軸軸承熱特性及對速度和動(dòng)力學(xué)性能影響的研究    蔣興奇

超高速電主軸球軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)性能的研究    李松生

數(shù)控機(jī)床熱變形特性和熱誤差補(bǔ)償研究    馬術(shù)文

高速機(jī)床若干關(guān)鍵技術(shù)問題研究    張耀滿

基于非線性信號(hào)分析的滾動(dòng)軸承狀態(tài)監(jiān)測診斷研究    劉永斌

電主軸熱態(tài)特性對軸承—轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的影響研究    王保民

軋機(jī)四列圓錐滾子軸承的邊界元法理論與實(shí)驗(yàn)研究    楊霞

兆瓦級風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷研究    單光坤

強(qiáng)噪聲背景下滾動(dòng)軸承故障診斷的關(guān)鍵技術(shù)研究    侯者非

卷筒紙印刷機(jī)含間隙折頁機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究及穩(wěn)健設(shè)計(jì)    袁英才

風(fēng)電機(jī)組主軸軸承疲勞壽命分析與數(shù)值模擬    尚立龍

風(fēng)電機(jī)組主軸軸承的疲勞壽命預(yù)測    梁勇

航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸軸承可靠性技術(shù)研究    焦育潔

大型風(fēng)電機(jī)組主軸軸承故障分析及疲勞壽命數(shù)值模擬    翟保超

提高發(fā)動(dòng)機(jī)主軸軸承壽命的研究    李迎麗

風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸軸承的優(yōu)化設(shè)計(jì)及可靠性研究    周晴

大型數(shù)控落地鏜銑床主軸滑枕變形分析與誤差補(bǔ)償技術(shù)的研究    萬東東

風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈設(shè)計(jì)及評價(jià)研究    劉衛(wèi)

主軸軸承蓋新產(chǎn)品的研制與壓鑄生產(chǎn)工藝開發(fā)    文鋒

數(shù)控機(jī)床主軸軸承熱特性及相關(guān)主軸熱誤差建模方法研究    李中華