風(fēng)電增速箱非線性振動(dòng)噪聲分析及動(dòng)力優(yōu)化

【摘要】：增速齒輪箱是風(fēng)力發(fā)電機(jī)重要的傳動(dòng)部件。由于機(jī)組工作環(huán)境惡劣、可維性差，對(duì)齒輪箱提出了高可靠性、長壽命等性能要求，而齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的非線性振動(dòng)特性在一定程度上反映了齒輪箱的綜合性能，因此，開展風(fēng)電增速箱振動(dòng)噪聲分析和動(dòng)力優(yōu)化方法研究，對(duì)解決其減振降噪問題具有重要理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。 論文課題來源于國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目。綜合運(yùn)用齒輪嚙合原理、非線性振動(dòng)理論以及優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，對(duì)風(fēng)電增速齒輪箱進(jìn)行非線性振動(dòng)噪聲分析及動(dòng)態(tài)響應(yīng)優(yōu)化。本文的主要研究工作如下： ①在ANSYS軟件中，建立了風(fēng)電增速箱動(dòng)力有限元分析模型，采用分塊Lanczos法進(jìn)行模態(tài)分析，得出增速箱的固有頻率及固有振型；考慮時(shí)變嚙合剛度、阻尼、齒側(cè)間隙、傳動(dòng)誤差等非線性因素，通過數(shù)值模擬得到齒輪系統(tǒng)剛度激勵(lì)、誤差激勵(lì)及沖擊激勵(lì)等內(nèi)部激勵(lì)，運(yùn)用完全法對(duì)齒輪系統(tǒng)進(jìn)行非線性動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析，得出增速箱振動(dòng)位移、振動(dòng)速度及振動(dòng)加速度。 ②根據(jù)風(fēng)電增速箱的動(dòng)態(tài)響應(yīng)計(jì)算結(jié)果，提取箱體外表面上節(jié)點(diǎn)時(shí)域振動(dòng)位移，經(jīng)過傅里葉變換轉(zhuǎn)換成頻域響應(yīng)，以此為邊界條件在SYSNOISE中建立箱體聲學(xué)邊界元分析模型，采用直接邊界元法進(jìn)行輻射噪聲預(yù)估，得出箱體表面的聲壓云圖及外聲場場點(diǎn)的輻射噪聲。 ③以增速箱箱體結(jié)構(gòu)參數(shù)為設(shè)計(jì)變量、箱體體積為狀態(tài)變量、箱體表面加速度均方根值為目標(biāo)函數(shù)，構(gòu)建風(fēng)電增速箱動(dòng)力優(yōu)化模型，采用一階優(yōu)化方法進(jìn)行增速箱動(dòng)態(tài)響應(yīng)優(yōu)化，求解得到設(shè)計(jì)變量最優(yōu)解，并對(duì)優(yōu)化設(shè)計(jì)后增速箱的靜強(qiáng)度及振動(dòng)特性進(jìn)行評(píng)價(jià)。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電增速箱 振動(dòng)分析 噪聲預(yù)估 有限元法與邊界元法 響應(yīng)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TB533;TM315
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 課題的研究意義8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-12
• 1.2.1 齒輪系統(tǒng)振動(dòng)特性研究8-10
• 1.2.2 齒輪箱輻射噪聲研究10-11
• 1.2.3 齒輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)優(yōu)化研究11-12
• 1.2.4 增速齒輪箱振動(dòng)噪聲研究12
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容12-14
• 2 風(fēng)電增速箱非線性振動(dòng)特性分析14-36
• 2.1 引言14
• 2.2 基于有限元法的振動(dòng)分析理論14-17
• 2.2.1 模態(tài)分析15
• 2.2.2 動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析15-17
• 2.3 風(fēng)電增速箱動(dòng)力有限元分析模型17-19
• 2.4 風(fēng)電增速箱模態(tài)分析19-23
• 2.5 風(fēng)電增速箱非線性動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析23-34
• 2.5.1 齒輪系統(tǒng)內(nèi)部動(dòng)態(tài)激勵(lì)數(shù)值模擬23-25
• 2.5.2 增速箱動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析模型25
• 2.5.3 動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析結(jié)果25-34
• 2.6 本章小結(jié)34-36
• 3 風(fēng)電增速箱輻射噪聲預(yù)估36-50
• 3.1 引言36
• 3.2 聲學(xué)邊界元法36-39
• 3.2.1 聲場邊界條件36-37
• 3.2.2 直接邊界元法37-39
• 3.3 風(fēng)電增速箱箱體輻射噪聲分析39-48
• 3.3.1 增速箱箱體聲學(xué)邊界元模型39-40
• 3.3.2 箱體表面聲壓計(jì)算結(jié)果40-43
• 3.3.3 外聲場噪聲計(jì)算結(jié)果43-48
• 3.4 本章小結(jié)48-50
• 4 風(fēng)電增速箱動(dòng)態(tài)響應(yīng)優(yōu)化50-70
• 4.1 引言50
• 4.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本知識(shí)50-51
• 4.2.1 優(yōu)化問題的數(shù)學(xué)模型50
• 4.2.2 ANSYS 的優(yōu)化方法50-51
• 4.2.3 ANSYS 的優(yōu)化設(shè)計(jì)流程51
• 4.3 風(fēng)電增速箱動(dòng)態(tài)響應(yīng)優(yōu)化模型51-54
• 4.3.1 目標(biāo)函數(shù)51-52
• 4.3.2 設(shè)計(jì)變量52-54
• 4.3.3 狀態(tài)變量54
• 4.4 風(fēng)電增速箱動(dòng)力響應(yīng)優(yōu)化結(jié)果54-58
• 4.5 風(fēng)電增速箱響應(yīng)優(yōu)化結(jié)果評(píng)價(jià)58-68
• 4.5.1 箱體靜強(qiáng)度評(píng)價(jià)59-60
• 4.5.2 齒輪系統(tǒng)固有特性評(píng)價(jià)60-63
• 4.5.3 齒輪系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)評(píng)價(jià)63-68
• 4.6 本章小結(jié)68-70
• 5 結(jié)論與展望70-72
• 5.1 結(jié)論70
• 5.2 展望70-72
• 致謝72-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 附錄78
• A. 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄78
• B. 作者在攻讀學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目78

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

參外聯(lián)合激勵(lì)下直齒輪副的非線性動(dòng)力學(xué)    申永軍,楊紹普,潘存治,邢海軍

含增速齒輪的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)固有特性研究    戴繼雙;馬輝;李朝峰;聞邦椿;

負(fù)載與支承剛度對(duì)面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響分析    楊振;王三民;劉海霞;范葉森;

精梳機(jī)齒輪箱體結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)建模與優(yōu)化    陽明慶;孫慶鴻;張建潤;張偉;梁金娟;

混合動(dòng)力汽車變速器齒輪軸的模態(tài)優(yōu)化    符代竹;秦大同;魏治國;楊亞聯(lián);龔為倫;

齒輪箱動(dòng)態(tài)響應(yīng)及輻射噪聲數(shù)值仿真    林騰蛟;廖勇軍;李潤方;劉文;

沖擊譜激勵(lì)下齒輪系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)性能    劉文;林騰蛟;李潤方;廖勇軍;

風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)    張慶偉;張博;王建宏;秦大同;

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪系統(tǒng)內(nèi)部動(dòng)態(tài)激勵(lì)和響應(yīng)分析    王旭東;林騰蛟;李潤方;劉文;杜雪松;

一種艦船用齒輪傳動(dòng)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法    馬亮 ,楊電科

大功率船用齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)耦合特性分析    朱才朝;陸波;徐向陽;王海霞;

高壓直流換流站交流濾波電容器降噪措施    吳鵬;汲勝昌;曹濤;李彥明;黎小林;李巖;姚一峰;

基于混沌理論的齒輪箱系統(tǒng)故障檢測方法研究進(jìn)展    孫華剛;馮廣斌;曹登慶;毛向東;穆希輝;

同軸雙輸出行星減速器振動(dòng)分析及噪聲預(yù)估    林騰蛟;蔣仁科;李潤方;杜雪松;

齒輪箱動(dòng)態(tài)響應(yīng)及輻射噪聲數(shù)值仿真    林騰蛟;廖勇軍;李潤方;劉文;

摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)殼體噪聲輻射數(shù)值分析    楊誠;周科;陳旭;吳行讓;王中方;周錦佳;

大型船用齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)耦合特性    王海霞;朱才朝;張磊;寧杰;劉偉輝;

船用齒輪傳動(dòng)的動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)    杜雪松;朱才朝;寧杰;

GWC6066船用齒輪箱振動(dòng)噪聲分析及試驗(yàn)    劉文;林騰蛟;呂和生;

船用齒輪箱剛度分析與實(shí)驗(yàn)    劉明勇;朱才朝;杜雪松;徐向陽;劉偉輝;寧杰;曹建新;

風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析    張博;楊妍妮;黃曉容;

風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析    張博;楊妍妮;黃曉容;

風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析    張博;楊妍妮;黃曉容;

風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析    張博;楊妍妮;黃曉容;

基于圖論的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)效率分析    陳立鋒;吳曉鈴;秦大同;

大型雙饋風(fēng)電機(jī)組動(dòng)態(tài)載荷控制策略研究    王曉東

復(fù)雜轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)行為研究    閆志勇

星載天線動(dòng)態(tài)指向精度動(dòng)力學(xué)分析與控制    游斌弟

螺旋錐齒輪多體多自由度非線性動(dòng)力學(xué)研究    馮治恒

土壓平衡盾構(gòu)機(jī)主減速器三級(jí)行星齒輪系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)    肖正明

基于動(dòng)力學(xué)的盾構(gòu)機(jī)行星傳動(dòng)系統(tǒng)的可靠性研究    趙勇

混合磁路永磁變速器的解析模型與參數(shù)特性研究    邢敬娓

船舶板架結(jié)構(gòu)動(dòng)力優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究    何力

非對(duì)稱漸開線齒輪傳動(dòng)特性及應(yīng)用基礎(chǔ)研究    李秀蓮

熱傳導(dǎo)與結(jié)構(gòu)耦合系統(tǒng)的靈敏度分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)    陳飚松

增速齒輪箱體有限元分析及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化    陳營利

含有對(duì)稱分支結(jié)構(gòu)軸系異向振動(dòng)特性研究    袁興軍

風(fēng)力發(fā)電齒輪箱非線性耦合動(dòng)態(tài)特性研究    趙飛

基于聲傳遞分析的齒輪箱噪聲控制研究    郭義杰

斜齒輪多間隙非線性耦合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究    郭磊

兆瓦級(jí)以上風(fēng)電齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與性能研究    楊紹波

飛行器機(jī)電伺服系統(tǒng)中諧波齒輪傳動(dòng)力學(xué)性能分析與研究    侍威

內(nèi)嚙輸出環(huán)形重載精密諧波傳動(dòng)承載與失效的研究    彭寶林

考慮摩擦和間隙的輪齒沖擊行為建模與分析    王祁波

基于圖胞映射法的齒輪非線性隨機(jī)系統(tǒng)全局特性數(shù)值解研究    熊興波

諧波齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的各誤差分量及其綜合    孫瑞濤,辛洪兵,丁熙元,鄭偉智,秦宇輝

諧波齒輪減速器傳動(dòng)性能的實(shí)驗(yàn)研究    秦宇輝,辛洪兵,李增,肖亞平

艦船用齒輪傳動(dòng)嚙合剛度及動(dòng)態(tài)性能研究    李瑰賢,馬亮,陶建國,周銘,林少芬

利用偽力法計(jì)算帶限位器的船舶設(shè)備非線性沖擊響應(yīng)(英文)    江國和;沈榮瀛;尹立國;

船舶主推進(jìn)系統(tǒng)沖擊研究    朱小平;馮奇;

基于MATLAB的斜齒輪傳動(dòng)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)    蔣春明;阮米慶;

精密諧波齒輪傳動(dòng)誤差平均機(jī)理的研究    辛洪兵

降低齒輪箱噪聲的一種途徑    李連進(jìn),張維屏

齒輪軸系彎扭耦合振動(dòng)特性    宋雪萍,于濤,李國平,聞邦椿

諧波齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的測試與分析    陶學(xué)恒,尤竹平

機(jī)械結(jié)構(gòu)振動(dòng)噪聲的仿真    謝昌林

齒輪箱系統(tǒng)耦合動(dòng)態(tài)特性研究    羅家元

風(fēng)力發(fā)電傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)與制造    張展;

中國重型機(jī)械研究院研制的1.5MW風(fēng)力發(fā)電增速箱下線    

DCT變速器實(shí)驗(yàn)臺(tái)增速箱的噪聲源識(shí)別與控制    郭棟;石曉輝;施全;

低速重載齒輪增速箱的設(shè)計(jì)研究    錢立全;

增速箱振動(dòng)故障診斷    余智玲;

“液壓功率反饋”在增速箱臺(tái)架試驗(yàn)中的應(yīng)用    周元虎;王鴻飛;

增壓鼓風(fēng)機(jī)增速箱振動(dòng)故障的頻譜分析    潘高峰;莊凌云;

增速箱內(nèi)部動(dòng)態(tài)激勵(lì)及系統(tǒng)振動(dòng)響應(yīng)數(shù)值仿真    林騰蛟,李潤方,楊成云,杭華江

透平壓縮機(jī)增速箱止推軸承燒瓦的分析    莊順元

雙圓弧圓柱齒輪在離心式壓縮機(jī)增速箱中的應(yīng)用    張志勤

風(fēng)電增速箱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算若干問題探討    劉忠明;尚珍;董進(jìn)朝;張和平;張志宏;

高速線材精軋機(jī)軸承故障在線監(jiān)測與分析    劉朝彤;陳曉明;侯先能;

基于圖論的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)效率分析    陳立鋒;吳曉鈴;秦大同;

高速線材生產(chǎn)線增速箱信號(hào)采集與分析    董大明;

二重正式啟動(dòng)增速箱技改    

高精度硬齒面艦船齒輪箱技術(shù)應(yīng)用    曹云;

高速線材精軋機(jī)的稀油潤滑站的技術(shù)改造    徐紀(jì)成;趙永清;

焦化車間GA355/8氣壓機(jī)組振動(dòng)故障分析    魏克;

H329齒輪箱齒輪軸振動(dòng)的分析    王飏;

JD31-400壓力機(jī)平衡缸修復(fù)和齒輪箱安裝的改造    陳襄清;張淑平;

我省最大風(fēng)電齒輪增速箱生產(chǎn)基地奠基    記者 張真真　通訊員 肖輝

二重風(fēng)電增速箱研發(fā)見成效    張曉健

重齒公司接獲4.2億元訂單    唐世富

二重風(fēng)電項(xiàng)目通過產(chǎn)業(yè)化評(píng)審    張曉健

重齒公司獲單筆4.2億元大單    唐世富

1.5兆瓦風(fēng)力發(fā)電增速箱項(xiàng)目在二重正式啟動(dòng)    張曉健

重慶齒輪箱責(zé)任有限公司研制開發(fā)出風(fēng)力發(fā)電齒輪箱    劉榮進(jìn)

重齒：生產(chǎn)經(jīng)營再創(chuàng)新高    通訊員 張艷

杭齒風(fēng)電增速箱成經(jīng)濟(jì)增長新亮點(diǎn)    盧瓊玉

奧吉娜:為風(fēng)機(jī)潤滑注入新價(jià)值    MEB記者 張?zhí)m

齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)耦合振動(dòng)響應(yīng)及抗沖擊性能研究    楊成云

面向工程不確定問題的穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)理論與方法研究    董榮梅

風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)隨機(jī)振動(dòng)分析及動(dòng)力可靠性概率優(yōu)化設(shè)計(jì)    陳會(huì)濤

齒輪系統(tǒng)結(jié)構(gòu)噪聲及空氣噪聲分析與試驗(yàn)研究    劉文

柔性銷軸式風(fēng)電齒輪箱動(dòng)力學(xué)研究    徐向陽

小波分析在旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障診斷中的應(yīng)用    傅瑜

基于子系統(tǒng)分析的多維耦合系統(tǒng)功率流傳遞特性研究    張蔚波

齒輪箱不解體診斷技術(shù)研究    王新晴

基于循環(huán)平穩(wěn)的滾動(dòng)軸承及齒輪微弱故障特征提取應(yīng)用研究    畢果

循環(huán)平穩(wěn)和解調(diào)頻技術(shù)在故障診斷中的研究和應(yīng)用    何俊

風(fēng)電增速箱非線性振動(dòng)噪聲分析及動(dòng)力優(yōu)化    孟令寬

1.5MW風(fēng)電增速箱箱體結(jié)構(gòu)及熱分析    郭曉明

風(fēng)力發(fā)電增速箱齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性研究    方志勇

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)的研究    高學(xué)敏

兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)耦合振動(dòng)分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)    古西國

1.5MW風(fēng)電增速箱斜齒輪動(dòng)力學(xué)分析及齒廓修形    陳潤霖

大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱動(dòng)力學(xué)分析    許琦

兆瓦級(jí)以上風(fēng)電齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與性能研究    楊紹波

齒輪箱系統(tǒng)耦合動(dòng)態(tài)特性研究    羅家元

風(fēng)力發(fā)電機(jī)增速裝置的研究    肖英