風電齒輪箱齒輪磨損的數(shù)值仿真研究.pdf

1、近幾年來,我國的風力發(fā)電事業(yè)得到了快速的發(fā)展。但是風電機組事故的頻發(fā),使人們對風電機組安全和可靠性的水平愈加關注。在風電齒輪箱中,齒輪作為風電機組傳遞動力與運動的重要部件,其磨損失效會對整機的運行狀態(tài)有著較大的影響。齒輪的過度磨損,不僅會影響其傳動的精度和傳動效率,還會造成振動和溫升等,嚴重時產(chǎn)生強烈的沖擊將引發(fā)風電機組的重大故障,因此其磨損規(guī)律的研究對齒輪的優(yōu)化設計及抗磨損技術研究有重要的指導意義。
　　目前,摩擦磨損研究在實驗

2、研究方面取得了大量成果,但是,實驗研究的周期較長,耗費了大量的人力、物力以及財力,且具有相當?shù)木窒扌?。隨著計算機技術的發(fā)展,數(shù)值仿真技術對于復雜的磨損問題展示了巨大的優(yōu)越性。
　　本文首先對磨損理論及其計算模型進行了介紹,并總結了目前國內外齒輪磨損的實驗及仿真計算的研究進展,從微觀和宏觀兩個角度闡述了齒輪磨損的失效形式及其機理,分析影響其磨損過程的內外部因素。根據(jù)齒輪磨損失效的物理模型,結合數(shù)值計算方法,對齒輪磨損進行仿真計算?？?/p>

3、慮到齒輪磨損因素的影響,利用可靠性理論的基本思想,以期求得齒輪磨損壽命的預測計算方法。文中的主要研究內容如下:
　　(1)首先文章闡述了磨損理論的發(fā)展,并介紹了齒輪磨損的失效形式和機理,分析了影響風電齒輪磨損的重要因素,并分為內部因素和外部因素進行探討。
　　(2)根據(jù)齒輪接觸的相關力學理論,利用經(jīng)典接觸方法和有限元方法對風電齒輪進行力學分析,確定齒輪嚙合接觸區(qū)內應力分布狀態(tài),為齒輪齒面磨損仿真計算提供力學基礎。
　　

4、(3)根據(jù)固體磨損理論和齒輪傳動相關理論,建立了齒輪磨損的數(shù)學模型,并進行了仿真研究,求得了齒輪齒廓的磨損規(guī)律,并提出了風電齒輪抗磨損設計的措施。
　　(4)將可靠性設計理論的基本思想引入齒輪磨損的數(shù)值計算,利用蒙特卡洛法求得齒輪磨損壽命預測的計算方法,為風電齒輪的優(yōu)化設計、磨損狀態(tài)監(jiān)測及耐磨損技術的實施提供了重要依據(jù)。
　　風電齒輪箱齒輪磨損的數(shù)值仿真研究,將有助于風電齒輪箱齒輪的設計優(yōu)化,使之在風電機組運行的壽命周期內具