风力发电机组关键部件的有限元分析

论文题目: 风力发电机组关键部件的有限元分析

论文类型: 硕士论文

论文专业: 机械制造及自动化

作者: 许燕

导师: 孙文磊

关键词: 风机,有限元,模态,振动

文献来源: 新疆大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本文论述了风力发电的优势及风力发电产业在中国的发展及现状,针对风力机的发展趋势和一些机械问题,结合有限单元法静力学和动力学的基本理论,充分利用有限元软件ANSYS,对风力机的关键部件塔架、齿轮和叶片做了详细的动静态有限元分析并对其结果进行了研究。1.对无门洞和有门洞且在不同方位下风力机塔架的受力情况,利用有限元对其进行了详尽的静态分析和校核,并根据分析结果确定了在特定环境下门洞的开口方向。同时对塔架在软、硬地基不同情况下进行了模态分析,得到其低阶频率和振型。分析表明,塔架的固有频率不仅和塔架的材料、几何尺寸有关,还与轮毂和机舱的质量及地基有关。2.对齿轮做了弯曲强度分析和模态分析,校核了齿轮的弯曲强度,研究了斜齿轮体的固有振动特性;归纳出齿轮主要振型类型及各种固有振型对齿向载荷和齿间载荷的影响及设计中应该考虑的问题。3.对风力机叶片作了有限元模型方法的探讨和振动模态分析,得到其固有频率和振型,根据结果配置叶轮叶片和塔架系统的固有振动特性,使塔架避开叶轮运转时产生的激振力频率,控制好塔架系统的振动响应。文中通过对风力机组关键部件的动静态分析和研究,总结了各关键部件的应力分布和模态振型,并对结果作了分析,为今后风力机的整机特性分析奠定了基础。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 课题背景

1.2 风力发电的国内外现状及前景

1.3 我国风力机组产业现状

1.4 本课题的意义和研究内容

第二章风力发电机组结构及其分析理论

2.1 风力发电机组的结构及其关键部件

2.2 有限单元法理论

2.2.1 有限元法简介

2.2.2 有限元的基本理论

2.2.3 用有限元法对结构进行静态力学分析

2.3 有限元分析软件ANSYS

2.3.1 ANSYS 软件的基本组成、功能

2.3.2 ANSYS 软件在风力发电机组中的应用

第三章风力机关键部件的静态有限元分析

3.1 概述

3.2 有限元分析方案确定

3.3 有限元模型的几何造型

3.4 塔架的静态分析

3.4.1 塔架有限元模型的建立

3.4.2 施加约束和载荷

3.4.3 静态分析结果

3.5 齿轮的弯曲强度分析

3.5.1 齿轮有限元模型的建立

3.5.2 施加约束和载荷

3.5.3 静态分析结果

第四章风力机关键部件的动力学分析

4.1 概述

4.2 塔架的动态分析

4.2.1 动力学分析模型建立的有限元基础

4.2.2 塔架有限元模型

4.2.3 塔架模态分析

4.2.4 结论

4.3 齿轮的模态分析

4.3.1 齿轮模态分析的有限元模型

4.3.2 施加载荷

4.3.3 模态分析结果

4.3.4 结论

4.4 叶片的模态分析

4.4.1 叶片模态分析的有限元模型

4.4.2 叶片模态分析结果

4.4.3 结论

第五章结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

发布时间: 2005-09-06

参考文献

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