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風能是一種清潔的永續(xù)能源，與傳統(tǒng)能源相比，風力發(fā)電不依賴外部能源，沒有燃料價格風險，發(fā)電成本穩(wěn)定，也沒有碳排放等環(huán)境成本。正是因為有這些獨特的優(yōu)勢，風力發(fā)電逐漸成為許多國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，風能開發(fā)能減輕空氣污染和水污染，但如果處理不當，則會增加噪聲污染。風力發(fā)電機組中的齒輪箱是一個重要的機械部件，作為傳遞動力的部件，齒輪箱在運行期間同時承受動、靜載荷，齒輪箱正常工作時，其主要噪聲來自于齒圈與齒輪的嚙合，較好的解決辦法是安裝彈性支撐，利用齒輪箱彈性支撐，還可以減少從齒輪箱傳遞到機艙結構和塔架的振動，從而將齒輪箱的機械振動控制在規(guī)定的范圍內，所以需要對其結構進行強度分析。
本研究的疊簧式齒輪箱減振支撐，主要用于4點支撐系統(tǒng)雙軸承結構的風力發(fā)電機組當中，采用金屬框架式結構。在齒輪箱扭力臂上、下各有一個橡膠墊，齒輪箱支撐安裝時使上、下橡膠墊各產生一定的預壓縮量，齒輪箱工作時的振動就在預壓縮量的范圍內進行，在這種結構的傳動系統(tǒng)中，齒輪箱的重量主要由低速軸來承擔，減振支撐主要承受低速軸傳遞的力，依據(jù)齒輪箱載荷的特點，減振支撐的垂向剛度大，則扭轉剛度大，其他方向剛度應盡量小。在齒輪箱支撐兩端各有一個調節(jié)裝置，使齒輪箱與主軸連接處受附加彎矩的作用，通過調整螺栓可實現(xiàn)對齒輪箱安裝高度的微調，以避免系統(tǒng)出現(xiàn)過約束。同時，也可以調整減振支撐整體的剛度性能，以實現(xiàn)產品的變剛度設計，根據(jù)風力發(fā)電機組齒輪箱的工祝與所承受載荷的不同，可以調整橡膠的硬度和預壓縮量，這種齒輪箱彈性支撐具有出色的阻尼和減振性能，可大大減少結構噪聲的傳遞，承載大，且安裝方法簡單，更換方便。
齒輪箱彈性支撐不僅要承受垂向載荷的作用，還需承受橫向載荷的作用。兩種載荷作用前，都需要經(jīng)過螺栓預緊力載荷，齒輪箱彈性支撐的所有載荷工況見表，重啟動分析的思路為：由于每個載荷步都包括螺栓預緊力，故不將螺栓預緊力這一載荷步設置重啟動標志，后續(xù)的分析直接從重啟動標志后(即螺栓預緊力加載后)進行分析，從而節(jié)約時間，齒輪箱彈性支撐有限元模型見圖，其網(wǎng)格數(shù)量為126萬個，其中金屬網(wǎng)格數(shù)量為86萬個，橡膠網(wǎng)格數(shù)量為40萬個，經(jīng)實際分析可知，單純一個分析步計算節(jié)約時間為8-10h，3個載荷步可節(jié)約時間約為30h，重啟動分析技術非常實用，而且設置非常簡單。在Abaqus中，重啟動分析可通過2種方式實現(xiàn)，第一種是CAE方式：路徑為model-edit attribute-restart，指定分析的job名稱以及想要的重啟動分析步和增量步，最后在job里指定重新創(chuàng)建的工作類型并restart即可，第二種方式是修改INP文件：在INP文件中加入“*restart，read，strep=stepl，INC=increment”。
專業(yè)從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優(yōu)化│技術服務與解決方案
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