基于聯(lián)合仿真的風電偏航軸承力學特性分析.pdf

1、風力發(fā)電機組偏航軸承起到調節(jié)輪轂葉片方位使其對準風向的作用，工作時承受軸向載荷、徑向載荷和傾覆力矩的共同作用。選題根據“遼寧省科技創(chuàng)新重大專項(No.201303006)”項目，對偏航軸承的力學特性進行分析研究。軸承的力學特性分析研究包含兩方面:滾動體與內外圈之間接觸特性，它直接影響接觸表面及次表面應力分布，引起軸承失效;軸承內外套圈及其支撐結構的柔性變形引起滾動體接觸載荷和接觸角分布變化，它間接影響接觸應力分布情況。為此，本文主要從接

2、觸特性和柔性變形兩方面研究軸承靜力學特性。
　　首先詳細介紹傳統(tǒng)Hertz點接觸理論關于接觸載荷、接觸應力與相對趨近量之間的關系計算公式，并通過公式變換得到內外圈與單個滾動體接觸時的接觸剛度。通過有限元軟件建立軸承局部接觸模型，分別進行局部接觸模型的有限元彈性和有限元彈塑性分析。提取接觸載荷、最大接觸應力和相對趨近量，對比分析兩種局部接觸模型和點接觸理論的計算結果。根據提取的結果擬合建立接觸載荷與彈性相對趨近量之間的關系方程以及最

3、大接觸應力與相對趨近量的之間的關系方程。
　　其次建立一種包含軸承支撐結構和內外圈柔性變形的偏航軸承計算模型。推導軸承的接觸變形協(xié)調條件，其中引入支撐結構和內外套圈柔性變形對滾道曲率中心位置的影響。建立關于軸承加載套圈的多自由度靜力學平衡方程，通過迭代計算求解滾動體的接觸載荷、接觸角分布情況。采用聯(lián)合仿真計算分析方法，通過MATLAB循環(huán)調用ANSYS實現(xiàn)聯(lián)合仿真。其中MATLAB運算理論迭代程序，ANSYS計算輸出柔性變形引起的