MW级风力发电机组关键部件的动力学特性分析

摘要

本文针对1.5兆瓦风力发电机组系统进行力学模型简化，基于三维造型软件Solidworks2008建立由叶片、轮毂、传动系统(齿轮箱)、电机、机舱底座和塔架组成的风力发电机组系统的三维模型，并在重力、离心力、风压力及其组合力的作用下利用ANSYS Workbench分析风电机组的静力变形、强度和刚度，进而进行校核。
　　 在模态分析中，研究迎风位置和顺桨位置风力发电机组的前十阶固有频率和振型，分析机组的振动变化趋势，比较叶片的模态应力和模态应变的分布状态以及塔架的振型与应力分布。
　　 在谐响应分析中，研究风电机组在偏心激励下叶片和塔架的动力响应，并校核其强度和刚度。分别计算分析在风轮转子激励与电机转子激励下风电机组的振动响应，得到位移、应力与应变的频率响应曲线以及峰值响应时所对应的应力与应变。通过比较两种激励下的振动响应，校核叶片与塔架的强度和刚度。
　　 对风力发电机组的关键部件进行结构优化，改善风力发电机组的动态性能。在安全范围内减轻重量，达到优化结构的设计目标。为大型风电机组的结构设计优化提供一套很有价值的分析和计算方法。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1 引言

1.2风力发电机组技术发展动向和现状

1.3风力发电机组技术发展趋势和前景

1.4风力发电机组的动态特性

1.5风力发电机结构动力学的发展和现状

1.6本课题来源、研究方法及主要内容

第二章基于SolidWorks2008对风力发电机组进行三维建模

2.1风力发电机组的结构及其关键部件简介

2.2风力发电机组主要部件的三维建模

2.3本章小结

第三章风力发电机组静力分析

3.1 有限元方法的应用

3.2 AWB软件概述

3.3静力学分析的基本步骤

3.4载荷施加原则与简化

3.5强度与刚度校核

3.6风力发电机组的静力分析

3.7本章小结

第四章风力发电机组模态分析

4.1 风电机组的模态分析理论

4.2模态分析步骤

4.3叶片与塔架的模态分析

4.4风力发电机组模态分析

4.5本章小结

第五章风力发电机组谐响应分析

5.1动力响应分析理论概述

5.2风力发电机组在风轮转子偏心激励下的响应分析

5.3 风力发电机组在电机转子偏心激励下的响应分析

5.4本章小结

第六章风力发电机组优化分析

6.1 优化设计的数学模型

6.2通过AWB对塔架进行参数优化

6.3 本章小结

第七章结论与展望

7.1结论

7.2不足与展望

参考文献

致谢

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