柔性支承结构建模刚度及塔筒风载荷对偏航轴承载荷分布的影响

为研究风力发电机偏航轴承有限元计算模型中,柔性支承结构建模刚度及塔筒风载荷对其载荷分布的影响,建立了兆瓦级风力机偏航轴承三维实体模型,并利用Hypermesh前处理,在Ansys环境中建立滚珠滚道非线性接触模型,并通过赫兹接触理论算法验证了该有限元模型的正确性。在此基础上,讨论约束系统刚度改变、塔筒风载荷等因素对轴承载荷分布及疲劳寿命等性能的影响。研究结果表明:随着轴承柔性支承结构(塔筒)有限元建模长度的增加,轴承滚子受载降低,波动减缓,同时理论疲劳寿命增加,当塔筒建模长度≥3Dt后,结果趋近于稳定。当考虑风载作用塔筒上产生的塔筒风载荷与叶轮风载荷联合作用时,计算结果表明此时迎风面偏航轴承接触载荷降低,背风面增加,总体对疲劳寿命有改善作用。     

风电机组偏航制动缸疲劳寿命分析

针对风电机组偏航制动缸疲劳开裂问题,基于湖南某风场SCADA实测运行监测数据,分析24台风电机组全年偏航运行与偏航制动次数关系,运用非参数估计法,获得偏航运行周期;基于ABAQUS建立偏航制动系统有限元模型,制定偏航制动缸运行载荷谱;根据GL规范,开展偏航制动缸强度校核;基于nCode Design-Life开展偏航制动缸疲劳寿命计算,分析偏航制动缸相邻两缸壁厚度对疲劳寿命的影响。结果表明:缸壁厚度对其疲劳寿命具有显著性影响,通过优化缸壁厚度可延长制动缸的疲劳寿命。     

基于nCode DesignLife的滚滑轴承疲劳寿命比较分析

以滚滑轴承静力学仿真结果的有限元模型为疲劳分析模型,滚滑轴承动力学仿真结果的时间-应力变化规律为疲劳分析的载荷循环变量,运用n Code Design Life疲劳分析软件对圆柱滚子轴承和滚滑轴承进行疲劳寿命仿真比较,得到了两种轴承零件的损伤和寿命云图,从云图中确定出两种轴承零件易损位置,并在试验机上对两种轴承进行疲劳寿命试验,证明在满足疲劳强度的前提下,滚滑轴承零件损伤更小、抗疲劳更强,具有更高的可靠性能。     

交叉滚子轴承的疲劳寿命分析

针对交叉滚子轴承的特点,建立了交叉滚子轴承寿命计算模型,研究了不同结构参数和载荷参数对轴承疲劳寿命的影响规律,总结出了提高轴承疲劳寿命的方法和措施,为交叉滚子轴承使用寿命的预测及结构设计提供了理论依据。     

考虑温度影响的角接触球轴承疲劳寿命仿真研究

针对承受热应力和结构应力共同作用下的角接触球轴承,利用ANSYS Workbench软件对其进行疲劳寿命分析。在三维软件Pro/E中建立轴承模型,导入有限元软件ANSYS Workbench中得到轴承的有限元模型,进行热-应力耦合分析,得到轴承温度分布和应力分布;根据零件的材料属性,利用ANSYS Workbench的Fatigue模块分析了轴承的疲劳寿命。根据软件模拟计算得到轴承寿命情况,为机床主轴轴承寿命的预测奠定基础。     

全陶瓷球轴承内外圈沟曲率系数的优化设计

全陶瓷轴承沿用钢轴承的参数设计会大大降低轴承的疲劳寿命,需对全陶瓷轴承进行优化设计来提高疲劳寿命。通过对当前设计试样轴承的疲劳寿命试验结果分析,以全陶瓷深沟球轴承内外圈的接触应力和摩擦力矩作为优化目标,建立优化评价系数的函数,并求得内外圈沟曲率系数的最优值。建立有限元模型,对其内外圈与球的接触应力和摩擦力矩进行分析验证。最后进行疲劳寿命试验,验证了优化设计后轴承在载荷为500N左右时,疲劳寿命提升最大,约17%。     

基于ADORE的陀螺电机主轴承优化设计

基于ADORE建立轴承仿真模型对某型号陀螺电机主轴承进行动力学分析,分析了球数、内外圈沟道曲率半径系数、径向游隙等结构参数对轴承沟道最大接触应力、摩擦力矩、球磨损率、轴承疲劳寿命的影响。结果表明:选取较多的球数有利于改善轴承性能;选取较大的径向游隙有利于减小沟道最大接触应力,提高轴承寿命,降低轴承摩擦力矩和球磨损率;在满足轴承最大接触应力要求时,适当选取较大的内、外圈沟道曲率半径系数有利于降低轴承摩擦力矩和球磨损率。并以轴承摩擦力矩、球磨损率、轴承疲劳寿命为优化目标对轴承结构参数进行多目标优化设计,确定了最佳设计方案。     

随机载荷下燃油泵托架疲劳寿命仿真分析

针对一类含橡胶减振垫燃油泵托架出现疲劳断裂的现象,研究利用数值仿真技术预测结构疲劳寿命的方法。应用有限元法和随机振动理论计算结构随机振动响应的各种统计参数,采用Miner累积损伤理论预测疲劳寿命。重点讨论了有限元模型中系统阻尼和橡胶垫刚度等关键参数的确定方法,并利用优化技术实现有限元模型修正的自动化。计算结果表明动态随机激励环境下存在严重的局部应力集中是造成托架损坏的主要原因。仿真结果和随机振动试验结果吻合,证明利用数值仿真技术预测此类产品的疲劳寿命是可行的。     

偏航轴承寿命及螺栓强度校核实例

偏航轴承的寿命及螺栓强度是决定风力发电机偏航系统质量的两大关键参数,通过实例详细介绍了基于Hertz弹性接触理论的偏航轴承寿命计算过程以及螺栓强度校核过程。     

轮毂轴承旋转弯曲疲劳寿命分析及可靠性评估

轮毂轴承的寿命和损伤是直接影响汽车寿命和安全性的重要因素之一.本文对第三代轮毂轴承的旋转弯曲疲劳寿命进行预测,首先应用ABAQUS进行动力学有限元仿真,其次用nCode寿命分析软件得出模型的寿命云图预其测疲劳寿命.然后用旋转弯曲疲劳试验机进行试验,分析试验数据,以此验证旋转弯曲疲劳寿命预测模型的可行性.最后,对试验结果进行可靠性分析,以可靠性函数图评估预测结果的可靠度.     

RV减速器有限元动态仿真与接触疲劳强度设计

为计算RV减速器摆线轮齿面接触疲劳强度,分析RV减速器摆线针轮传动的动态啮合受力过程和接触疲劳发生机理,应用有限元软件ANSYS建立摆线针轮传动有限元模型。在该模型中,自动建立了多点约束方程模拟轴承连接,并利用刚性梁单元以桁架的方式连接成行星架。通过有限元动态仿真,得到摆线轮齿面最大接触应力随曲柄轴转角变化的曲线,估算出摆线轮齿面接触疲劳寿命。结果表明,针对RV减速器摆线针轮传动的有限元建模方法具有可行性。由于摆线轮轮辐变形的影响,摆线轮齿面最大接触应力仿真计算结果与理论计算结果有一定差异,验证了模拟轴承的仿真误差,估算出的接触疲劳寿命接近于无限寿命。     

风电偏变驱动器设计中的齿轮轴轴承校核问题研究

风电变桨和偏航驱动器中的齿轮轴采用圆锥滚子轴承,针对该轴承的工程校核计算问题,对比分析和研究了简支梁算法和有限元仿真方法。首先,风电规范文件中对驱动器轴承的强制性要求进行了介绍;然后,分别采用了简支梁算法和Romax有限元仿真两种方法,并通过3个工程案例计算了轴承静载安全系数S_0和寿命L_(10h),将校核结果与规范要求进行了对比;最后,基于有限元仿真方法,分析讨论了不同预紧量对轴承安全系数S_0、寿命值L_(10h)和齿轮轴最大变形量的影响。研究结果显示:由于不满足强制性要求的规定,简化的简支梁算法不适用于驱动器齿轮轴轴承的校核,采用有限元方法的适用性更好;综合考虑安全系数值、轴承寿命值和齿轮轴变形量3个因素,建议轴承的预紧量在0～0.35范围内选取。     

高速角接触球轴承接触疲劳寿命的有限元分析

首先简述了滚动轴承寿命的基本理论以及传统估算方法.然后根据轴承结构与工作特点,指出了滚动体与滚道的接触疲劳是轴承的主要失效形式,通过总结一般结构疲劳分析方法,提出了滚动轴承采用有限元法进行疲劳分析的方法和步骤.针对实际课题,对给定工况下的角接触球轴承B7005轴承接触疲劳寿命的有限元分析,将分析结果与轴承经典寿命估算结果进行了对比,一定程度上验证了提出的滚动轴承有限元疲劳分析法的合理性.     

偏航、变桨轴承疲劳寿命的计算

计算了偏航、变桨轴承在轴向力、径向力和倾覆力矩共同作用下的最大钢球载荷,并根据Hertz接触理论计算了钢球组载荷分布的轴向和径向分量,将两者合成得到了钢球组的实际载荷分布,根据Lundberg-Palmgren理论,计算了内、外圈沟道的当量动载荷和额定动载荷,通过计算偏航、变桨轴承内、外圈的疲劳寿命得到整个轴承的疲劳寿命。     

滚动轴承接触疲劳内部裂纹扩展有限元分析

滚动轴承滚道在工作过程中承受较大的接触应力,接触疲劳是滚动轴承失效的主要形式。为了探究轴承的接触疲劳以及接触疲劳引起的内部裂纹,将损伤力学带入Voronoi有限元方法中,仿真轴承材料拓扑随机性和材料的劣化过程。建立轴承接触疲劳裂纹扩展模型,有效仿真出轴承内部裂纹的萌生、生长、相交、扩展至表面的过程,得到轴承表面裂纹出现的寿命和内部裂纹扩展路径。计算了裂纹扩展过程中所释放的能量,研究内容能够为轴承接触疲劳损伤研究提供新的思路和工具。     

基于疲劳寿命的角接触球轴承结构参数优化分析

基于滚动轴承微区接触的疲劳寿命计算方法,建立了角接触球轴承的结构参数优化计算模型。以某燃气涡轮发动机转子系统前支点角接触球轴承为例,分析了角接触球轴承结构参数对轴承承载区最大接触应力、轴承疲劳寿命和保持架滑动率的影响规律,并基于轴承延寿的目标进一步提出了结构参数优化方案。分析结果可为角接触球轴承的结构设计提供参考。     

装配变形下谐波减速器中柔性轴承载荷分布与疲劳寿命研究

柔性轴承是谐波减速器中波发生器的关键零部件之一,对其载荷和寿命研究是谐波减速器可靠运行的关键。考虑柔性轴承装配后发生套圈显著挠性变形且与凸轮轮廓不同,假设内圈变形量未知,建立变形协调方程组对柔性轴承的载荷分布进行了研究,进而对其疲劳寿命进行了计算。利用有限元软件仿真分析了柔性轴承装配后的变形特点。结果对比表明,假设与仿真相符,载荷分布情况相符,疲劳寿命受到载荷影响。为柔性轴承的载荷分析和疲劳寿命评估提供了参考。     

接触分析在车轮弯曲疲劳有限元分析中的应用

利用有限元接触分析方法,建立车轮、试验轴、螺栓连接件的有限元模型,施加合理的载荷与边界条件,模拟车轮弯曲疲劳试验。通过有限元分析软件ANSYS,建立模型、设置接触对与相关参数,得出车轮高应力区域与各应力值。运用疲劳寿命计算理论中的名义应力法及ANSYS软件估算车轮疲劳寿命,且两数据基本一致。与车轮弯曲疲劳试验结果比较表明:在疲劳寿命计算理论与ANSYS软件估算的疲劳寿命内车轮均没有破坏。从而验证了运用接触分析有限元法预估车轮寿命的有效性,为以后的结构改进起到了指导作用。     

汽车自调臂矩形离合弹簧有限元疲劳分析

汽车自调臂单向离合器中的矩形离合弹簧的疲劳失效,直接关系到自调臂的工作寿命。根据自调臂的工作原理,建立自调臂矩形离合弹簧的机械结构力学模型,并将该结构力学模型导入到ANSYS Workbench中,进行疲劳寿命的有限元仿真分析。仿真分析的矩形离合弹簧经过2.0403×105次循环载荷即发生失效。同时,运用自调臂疲劳试验台对20个该结构型号的自调臂进行疲劳试验,实验结果表明:实验的自调臂疲劳寿命均值为1.9101×105次循环载荷,与有限元分析结果一致,有限元疲劳分析方法正确。     

基于ABAQUS和FATIGUE的风电转盘轴承疲劳寿命计算

为更加方便计算转盘轴承的疲劳寿命,提出一种基于ABAQUS和FATIGUE的转盘轴承疲劳寿命计算方法。首先在ABAQUS中完成转盘轴承的接触应力计算,建立转盘轴承的有限元模型;接着将计算结果导入FATIGUE中计算其疲劳寿命。结果表明该方法切实有效。