MW级风力发电机组主轴疲劳分析

基于风力机主轴有限元分析模型,对MW级风力机主轴疲劳损伤进行了研究.利用MSC.Marc/Mentat软件分析了风力发电机主轴的疲劳应力;运用雨流循环计数法计算了主轴的疲劳载荷谱.最后,提出了一种将雨流循环计数法与Palmgren-Miner线性累积损伤理论相结合的主轴疲劳损伤计算的方法,并根据GL规范修正了主轴材料的S-N曲线.分析结果表明,本文提出的方法是可靠实用的,为风力发电机组主轴的疲劳寿命分析提供了一个更为准确的分析思路,具有一定的工程实用意义.     

MW级风力发电机塔顶法兰疲劳分析

对MW级风力发电机塔筒顶部法兰的疲劳损伤进行研究,运用有限元分析软件MSC.Marc/Mentat建立塔顶法兰连接系统有限元模型,对塔顶法兰疲劳应力进行了分析,利用Bladed软件实现了对法兰疲劳工况的载荷仿真,并结合雨流计数法获取法兰疲劳载荷谱,最后运用疲劳分析软件MSC.Fatigue和Palmgren-Miner线性累积损伤理论实现了对塔筒顶部法兰的疲劳分析.结果表明,该分析方法有效实用,为大型风力发电机法兰的疲劳分析提供了一条新思路,具有一定的工程实用价值.     

自适应EEMD法提取大型风机主轴承早期故障特征

EEMD算法可以很好地应用于非线性、非平稳信号分析,但添加白噪声标准差σ与总体平均次数N需要根据经验人为选取。本文通过仿真实验的方法确定了σ与N的自适应选取准则,并使用自适应EEMD算法提取大型风力发电机主轴承的故障特征。进一步分析表明,自适应EEMD算法可以很好地抑制模态混叠现象。自适应EEMD算法可作为一种前处理算法,应用于大型风力发电机主轴承的状态监测与故障诊断。     

风力发电机在不同约束状态下转子弯曲模态仿真分析

转子是风力发电机的一个重要旋转部件,如果装机后转轴振动大,就可能出现电机扫膛、主轴弯曲及断裂等问题,直接影响到风力发电机安全运行.本文利用有限元分析法对某型号发电机转子固有模态和有轴承支撑下模态进行对比分析,为进一步研究该类型风力发电机转子刚度提供依据.     

兆瓦级风力发电机主轴铸造工艺模拟

设计了兆瓦级风力发电机主轴的铸造工艺,利用UG进行三维造·型,应用有限元软件ProCAST进行充型模拟、凝固模拟、温度场模拟,预测了铸件编孔、缩松缺陷产生的部位.模拟结果表明,采用底注式、保温胃口、底部加冷铁等浇注和补缩工艺,可以保证铸件的顺序凝固.试生产了1件兆瓦级风力发电机主轴,符合性能要求.     

考虑参数不确定性的疲劳断轴可靠性分析方法

主轴是综合传动装置中的核心元件，其可靠性直接影响综合传动装置的正常运行。针对综合传动装置主轴的疲劳失效模式，在有限元仿真的基础上考虑参数不确定性进行可靠性分析。针对疲劳断裂的主轴建立模型进行瞬态动力学仿真，获取承载工况下最大剪切应力。在此基础上考虑参数分散性对主轴强度与所受应力的影响，进行不确定性分析，并基于广义应力-强度干涉理论，运用蒙特卡洛抽样方法进行可靠度计算。在实际使用中，特殊任务下多次发生未预料的断轴故障，主轴的实际使用寿命远低于设计寿命，以该特殊任务为例进行主轴的可靠性分析。研究结果表明：针对疲劳断轴故障，采用考虑不确定性的可靠性分析方法可行。通过案例分析得到了主轴特殊工况下的疲劳寿命。     

在役风电主轴超声波检测技术研究

对在役风场现场安全排查或者已经完成吊装的风力发电机机组主轴进行超声波探伤,特别对主轴无法正常检测区域制定了详细的检测方案,经实践可以发现在役风电主轴缺陷并评级。     

一种新型的数控镗铣床主轴系统设计

为加工某型大型风力发电机轮毂,设计了一种新型的数控镗铣床主轴系统.该主轴系统采用了同轴双套主轴结构及无源环形油缸设计.同轴双套主轴由内、外两根空心主轴嵌套而成.内外两根主轴均为独立驱动,通过分别控制两个主轴的转速,可实现两主轴相互独立或相互关联的运动.因采用伺服电机驱动外套主轴,使外套主轴具有C轴功能.环形油缸的作用是把专用切削单元的壳体固定于外套主轴上,它在工作时是无源的.该设计在满足工件加工要求的同时,提高了生产率,降低了机床设备的投入成本.     

铸造风力发电机主轴冲击性能有限元分析

简要介绍了铸造风力发电机主轴的铸造工艺和力学性能,并在分析风力发电机受力环境和主轴结构的基础上,运用有限元法分析了在启停机时极限冲击载荷作用下的主轴冲击应力和刚度,并给出了计算结果.分析结果表明,该铸造主轴在极限冲击载荷下所受的应力和刚度满足许用要求.     

QT400-18U铸造风力机轮毂疲劳分析

基于兆瓦级风力机轮毂有限元分析模型,对球墨铸铁QT400-18U铸造件风力机轮毂进行了疲劳损伤研究.利用风力机大型设计软件BLADE计算得到轮毂疲劳单位载荷及疲劳载荷谱;采用MSC.Marc/Mentat软件分析了风力发电机轮毂的疲劳应力;提出将修正的雨流计数法处理载荷谱与Palmgren-Miner线性累积损伤理论相结合的轮毂疲劳损伤计算的新方法,并依据德国劳埃德船级社规范,对轮毂S-N曲线进行了修正.结果表明,提出的方法可靠实用,基于有限元法疲劳分析可找到轮毂累积疲劳损伤最大点且为兆瓦级风机轮毂的合理设计与性能强化提供了科学依据,为轮毂的优化设计提供参考.     

叶片质量不平衡对基础环式风机基础服役性能影响研究

风力发电机叶片长期暴露于恶劣的高空环境，极易产生质量不平衡故障，对风力机的稳定可靠运行影响极大。传统的叶片质量不平衡研究主要集中于对风力发电机组功率和塔筒的分析。基础环式基础广泛应用于风力发电机，在循环荷载作用下易发生损伤破坏。因此，基于叶素动量等理论建立考虑叶片质量不平衡故障的基础环式风机基础服役性能评估模型，模型利用解析方法计算质量失衡叶片对基础造成的附加荷载，结合平衡条件和连续性条件，选用大型有限元软件ABAQUS模拟分析叶片质量不平衡故障对风力机基础应力、疲劳寿命以及侧壁混凝土裂缝发展规律的影响。结果发现：质量失衡叶片在水平方向对风力机基础疲劳寿命的影响最大，叶片质量失衡故障会加快基础混凝土损伤过程，增加基础环的水平度，进而降低风力机基础整体服役的可靠性。此外，建议风力机发生较小叶片质量失衡损伤时通过降低转速维持风力机运行，并定期监测叶片质量失衡比。     

风力发电机叶片的流固耦合分析

应用流固耦合方法对750kW水平轴风力发电机叶片在特定风场下进行数值模拟仿真。根据选定的K-ε湍流模型,并将风作为黏性不可压缩流体来处理,计算出流固耦合作用下叶片的应变分布情况。对结果进行分析,得出风力发电机叶片的受力分布形态和规律,为进一步的疲劳寿命、断裂分析和风机叶片的结构优化设计提供依据和参考。     

大型永磁直驱风力发电机定子并头电阻钎焊工艺研究

大型永磁直驱风力发电机定子的制造工艺复杂,其中并头的焊接是制造过程中的关键工艺,焊接质量对定子后期的稳定运行有着重要影响.阐述了一种大型永磁直驱风力发电机定子并头的焊接工艺,分析火焰钎焊工艺在定子生产制造中的缺点,对比国内外先进的焊接工艺,并结合定子自身设计制造特点,研究了一种电阻钎焊工艺.通过与火焰钎焊工艺试验进行对比,结果表明,电阻钎焊工艺有效提升了定子并头焊接质量,降低了焊料、能耗成本,且安全环保效率高.提出的电阻钎焊工艺对各类大型永磁直驱风力发电机定子并头的焊接具有一定的参考价值和实际意义.     

风力发电机齿轮箱高故障率原因的研究及改进措施

风能是利用最广泛的清洁能源,随着对新能源的不断开发利用,风力发电机的装机容量不断提高,然而却出现了风机故障率较高的问题,通过对风力发电机故障诊断研究现状进行分析,发现在风力发电机各部位故障中齿轮箱是故障率最高的部位,并且风力发电机齿轮箱故障率明显高于普通齿轮箱,以典型风力发电机齿轮箱为研究对象,通过仿真分析与研究,研究了风力发电机齿轮箱故障高发的作用机制及根本原因,在结构上提出了相应的改进措施,并对改进后结构的有效性进行了验证,为风力发电机齿轮箱的设计及运行提供了重要的参考。     

采用镜像对称方法的风机叶片结构补偿

耦合载荷引起的叶片挠曲变形一直以来是制约风力发电机安全性、可靠性提升的瓶颈问题。采用基于镜像对称方法的结构补偿技术对其结构进行优化，首先建立了风力发电机的三维模型，对其流固耦合特性进行分析；其次，根据叶片的节点变形建立风力发电机的参数化模型，采用中心复合设计方法生成了81组样本点；最后，采用直接镜像对称补偿方法和基于优化设计理论的镜像对称方法对叶片结构进行补偿，经对比分析可知，采用镜像对称补偿方法与基于最优化设计理论的镜像对称方法均可有效缓解因气动载荷而引起的风力发电机叶片结构挠曲变形，但前者可以在有效保证补偿结果的前提下节约大量的计算资源。     

基于nCode Design-Life的永磁同步电机主轴的疲劳特性分析

针对某型号永磁同步电机主轴局部出现裂纹或断裂现象展开了分析研究。首先用解析法和数值法对电机主轴进行了二维电磁力计算分析,确定了作用在主轴上的载荷谱。然后利用n Code Design-Life中的S-N分析方法,对永磁同步电机的主轴进行疲劳特性分析。得到主轴的疲劳损伤云图,结果显示在主轴输出端第一变截面处出现了应力集中。在瞬态电磁力和输出脉动转矩循环作用下,存在断轴隐患。提出了在变截面处采用凹圆角的加工方法,可有效的减少应力集中,提高主轴寿命。为永磁同步电机的可靠性设计提供了参考。     

柴油发电机主轴承螺栓断裂分析

分析柴油机发电机主轴承紧固螺栓断裂原因，对断裂件的化学成分、力学性能和断口宏、微观形貌等进行观察和检测。结果表明:该螺栓的化学成分除Cu元素外，其余均满足设计标准；抗拉强度高出设计要求值约为18%，硬度值超出设计要求范围上限约为5%，螺栓断裂与其材质无关，但螺栓高的强度和硬度容易使微动裂纹扩展，从而发生疲劳断裂；螺栓断面存在多处疲劳裂纹源，且裂纹扩展区较大，呈现微动疲劳断裂特征，微动疲劳是引起螺栓断裂的主要原因。     

基于ANSYS的高速冲床连杆疲劳可靠性分析

根据疲劳失效准则建立了高速冲床连杆疲劳可靠性分析的极限状态函数;考虑连杆的材料强度、疲劳系数及载荷等参数的随机性,利用ANSYS的概率设计功能,采用蒙特卡洛法对其进行疲劳可靠度计算、灵敏度求解,验证了连杆的疲劳可靠性,得出了影响连杆疲劳可靠性的主要因素,并据此对现有设计提出了改进建议。结果表明:采用ANSYS的概率设计功能对高速冲床连杆进行疲劳可靠性分析是可行的,为连杆的结构可靠性设计提供了新思路。     

大型风力发电机专用轴承试验台通过技术验收

2014年8月21日,科技部对863计划先进制造技术领域重点项目“大型专用轴承试验台研制”课题“大型风力发电机专用轴承试验台”进行了技术验收。     

水轮机主轴上端轴锻造攻关

大型水轮发电机主轴是水利发电设备的主要部件之一,随着水电产品市场需求量的逐渐增大,该产品有良好的市场前景,但质量要求非常严格.因此各大锻造厂都在积极研究,探讨最佳的工艺方法对该产品进行锻造,以求获得更大的市场份额.水轮发电机主轴上端轴类锻件锻造难度较大,其形状为大眼法兰类锻件,又无合适的芯棒,如果按传统工艺生产,势必造...