風力機傳動系統(tǒng)動態(tài)特性分析與優(yōu)化設計.pdf

1、風力發(fā)電行業(yè)的迅速發(fā)展，對風力發(fā)電機傳動系統(tǒng)的運轉提出了更高穩(wěn)定性和可靠性的要求。增速箱作為傳動系統(tǒng)的重要部件之一，研究其在復雜載荷下的動態(tài)特性及優(yōu)化內部構件對風力機的設計、效率、使用壽命等有一定的指導作用。本文以1.5兆瓦市場主流風機傳動系統(tǒng)為研究對象，對增速箱的動態(tài)特性、關鍵部件優(yōu)化、易損構件的疲勞壽命作了研究。主要研究內容如下：
　　首先，對比分析增速箱的傳動方案，確定了增速箱的傳動結構，用傳統(tǒng)設計方法給出了各個部件的設計參

2、數，再應用MATLAB優(yōu)化工具箱對設計參數進行優(yōu)化設計，建立了增速箱內部參數優(yōu)化平臺。設計了柔性銷軸行星輪系均載結構，利用UG軟件建立了傳動系統(tǒng)的三維實體模型，對內部構件進行受力分析，校核了各個構件的強度，驗證其均載特性。
　　其次，根據多體動力學理論，建立了傳動系統(tǒng)的動力學模型，將建好的三維模型導入ADAMS軟件中，建立了虛擬樣機，計算并設置了仿真所需要的樣機參數。利用Hypermesh、ANSYS、ADAMS之間的數據接口將關

3、鍵部件柔性化，替換剛體模型的關鍵部件，建立剛柔耦合模型。分別分析了剛體模型和剛柔耦合模型在穩(wěn)態(tài)風速及強風沖擊下增速箱的動態(tài)特性，得到部分柔形體最大應力應變的危險節(jié)點。兩種模型動態(tài)特性與理論值誤差相比較，確定樣機的準確性。
　　最后，運用ANSYS Workbench對關鍵部件行星架與緩沖套進行模態(tài)分析、多目標優(yōu)化、拓撲優(yōu)化，使構件結構更加合理，行星架及緩沖套的質量及最大應力降低，避免產生應力集中，提升行星架的使用性能。利用疲勞分析