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風電機組傳動鏈疲勞分析

2012-08-17 來源:《風能》 瀏覽數:681

  將齒輪和鍵作為一體進行網格劃分(圖7)。鍵和鍵槽之間施加接觸條件。在軸的輸入部分上輸入轉矩參數。運用SANTECH 的有限元程序SAMCEF 進行模擬,讀出應力分析的結果(圖8)。根據分析結果,發現在軸的某些地方,最大應力超過了屈服應力。這能夠說明軸最終斷裂的原因。

圖6 轉矩、反力和輸入面支持

圖7 軸和鍵槽上的網格

圖8 應力結果

  5 疲勞過程
  為了能夠計算使用壽命,必須獲取軸上每一節點應力張量的歷史。在這個簡單的介紹中,假設扭轉應力隨著既定的時間信號變化(圖9)。
  彎曲應力也隨著相同的時間信號變化,且與轉矩交替進行。兩種應力應該作用在同一材料面上,因此垂直于軸心線。根據有限元分析,按照兩種不同的載荷工況計算主要應力。然后,根據方程式
計算每一時間步長的主要應力。模擬中使用的時間信號是600秒。這會產生一個與時間有關的、相應的應力曲線。然后,在這個曲線上使用“雨流法”程序獲得相應的循環。對于每一個循環,計算每一個載荷循環的斷裂損傷(Eq.1)。根據Wöhler圖或者S-N 線(也稱作Haigh 圖)找出相應載荷循環次數。然后把損傷累加起來以得到所用時間信號內的總損傷。最后預測給定部分的使用壽命。
 

圖9 扭轉應力隨時間變化曲線(SAMCEF Mecano)

【延伸閱讀】

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閱讀上文 >> 風電機組結構抗震研究現狀
閱讀下文 >> 東汽FD70/FD77風電機組變流器系統原理及應用

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