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大型风力发电机传动链多柔体动力学建模与仿真分析
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TK83[动力工程及工程热物理—流体机械及工程]
  • 作者机构:[1]重庆大学机械传动国家重点实验室,重庆400044
  • 相关基金:国家自然科学基金(51005255)和教育部高等学校博士学科点科研基金(20090191120005)资助项目.
中文摘要:

为防止大型风力发电机运转过程中发生共振破坏危险,提出一种基于多柔体系统动力学模型的时/频域综合共振甄别方法。根据GL2010规范建立某机型MW级风力发电机传动链多柔体动力学仿真模型。进行三种复杂度级别建模方案对比,根据频率覆盖范围判定最优建模方案。通过零部件柔性、轴承刚度和齿轮啮合柔性等实现传动链多柔体动力学精确建模,运用该模型绘制和分析其坎贝尔图、能量分布图和快速傅里叶变换(FastFouriertransform,FFT)图,结合时/频域综合甄别危险共振点。通过理论计算和第三方软件两种途径进行模型验证。研究结果表明,多柔体建模方案能更深入更全面地描述复杂系统的动态特性,避免简化仿真模型造成的频率限制,该机型传动链在固有频率9.86Hz和206.27Hz上存在危险共振点,响应零部件为齿轮箱箱体和二级大齿轮轴,值得关注,仿真分析结果与理论计算结果和第三方软件计算结果吻合。

英文摘要:

In order to prevent resonance dangerous and damage in the operation process of large wind turbines, a time / frequency domain integrated resonance screening method is presented. A flexible multibody dynamics simulation model of MW grade wind turbine drivetrain according to the "Guideline for the Certification of Wind Turbines Edition 2010" is established. Three levels of complexity modeling program are comprised and determined optimum modeling program according to the frequency coverage. Accurate flexible multibody dynamics model of drivetrain is achieved by flexible components, bearing stiffness and mesh flexibility, by which Campbell diagram, energy distribution diagram and fast Fourier transform (FFT) diagram are drawn and analyzed for dangerous resonance screening. Theoretical calculations and third-party software are applied for model validation. The results show that the flexible multibody modeling program can describe the dynamics characteristics of complex systems more deeply and comprehensively, avoid frequency limit caused by simplified simulation model, there are dangerous resonance points on natural frequency 9.86 Hz and 206.27 Hz, response components are gearbox housing and stage 2 wheel gear shaft and worthy of attention, the simulation calculation results are inagreement with the theoretical results and third-party software calculation results.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603