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風(fēng)能是一種清潔的永續(xù)能源，與傳統(tǒng)能源相比，風(fēng)力發(fā)電不依賴外部能源，沒有燃料價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)，發(fā)電成本穩(wěn)定，也沒有碳排放等環(huán)境成本。正是因?yàn)橛羞@些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，風(fēng)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(fēng)能開發(fā)能減輕空氣污染和水污染，但如果處理不當(dāng)，則會(huì)增加噪聲污染。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的齒輪箱是一個(gè)重要的機(jī)械部件，作為傳遞動(dòng)力的部件，齒輪箱在運(yùn)行期間同時(shí)承受動(dòng)、靜載荷，齒輪箱正常工作時(shí)，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(jī)艙結(jié)構(gòu)和塔架的振動(dòng)，從而將齒輪箱的機(jī)械振動(dòng)控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，所以需要對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度分析。
本研究的疊簧式齒輪箱減振支撐，主要用于4點(diǎn)支撐系統(tǒng)雙軸承結(jié)構(gòu)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組當(dāng)中，采用金屬框架式結(jié)構(gòu)。在齒輪箱扭力臂上、下各有一個(gè)橡膠墊，齒輪箱支撐安裝時(shí)使上、下橡膠墊各產(chǎn)生一定的預(yù)壓縮量，齒輪箱工作時(shí)的振動(dòng)就在預(yù)壓縮量的范圍內(nèi)進(jìn)行，在這種結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)系統(tǒng)中，齒輪箱的重量主要由低速軸來承擔(dān)，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(diǎn)，減振支撐的垂向剛度大，則扭轉(zhuǎn)剛度大，其他方向剛度應(yīng)盡量小。在齒輪箱支撐兩端各有一個(gè)調(diào)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(diào)整螺栓可實(shí)現(xiàn)對(duì)齒輪箱安裝高度的微調(diào)，以避免系統(tǒng)出現(xiàn)過約束。同時(shí)，也可以調(diào)整減振支撐整體的剛度性能，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的變剛度設(shè)計(jì)，根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組齒輪箱的工祝與所承受載荷的不同，可以調(diào)整橡膠的硬度和預(yù)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(jié)構(gòu)噪聲的傳遞，承載大，且安裝方法簡(jiǎn)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(yù)緊力載荷，齒輪箱彈性支撐的所有載荷工況見表，重啟動(dòng)分析的思路為：由于每個(gè)載荷步都包括螺栓預(yù)緊力，故不將螺栓預(yù)緊力這一載荷步設(shè)置重啟動(dòng)標(biāo)志，后續(xù)的分析直接從重啟動(dòng)標(biāo)志后(即螺栓預(yù)緊力加載后)進(jìn)行分析，從而節(jié)約時(shí)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(gè)，其中金屬網(wǎng)格數(shù)量為86萬個(gè)，橡膠網(wǎng)格數(shù)量為40萬個(gè)，經(jīng)實(shí)際分析可知，單純一個(gè)分析步計(jì)算節(jié)約時(shí)間為8-10h，3個(gè)載荷步可節(jié)約時(shí)間約為30h，重啟動(dòng)分析技術(shù)非常實(shí)用，而且設(shè)置非常簡(jiǎn)單。在Abaqus中，重啟動(dòng)分析可通過2種方式實(shí)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(dòng)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”。
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