MATLAB风电机组机械系统疲劳寿命分析

摘要风电机组作为风能利用的关键设备，其可靠性对于风电成本有着重大的影响，其齿轮箱的疲劳寿命分析因此也备受科研人员的关注。
本文简要对比介绍了齿轮疲劳分析相关理论，基于疲劳寿命分析理论对风电齿轮箱疲劳寿命进行分析，并基于MATLAB GUI编制一个完整的寿命分析软件，载入仿真数据及真实风电机组实测数据对风电机组齿轮箱的疲劳损伤做出估算。风电机组齿轮箱疲劳损伤量化计算的结果显示风电机组齿轮箱齿轮直径、齿厚、湍流强度级别等因素对齿轮累积损伤有重要的影响；在额定风速下齿轮箱更易发生疲劳损坏。32302
关键词疲劳寿命风电机组损伤   雨流计数
毕业论文设计说明书外文摘要
Title    Analysis of the wind turbine mechanical system fatigue life
Abstract
Wind turbine is a critical equipment of wind energy. Its reliability has great impacts to wind energy cost. Therefore, wind turbine gearbox fatigue life attract research attentions.
This paper investigates fatigue principle of gears, based on which a GUI program is developed to quantify wind turbine gearbox fatigue damage. This program has realized simulation data loading,realistic gearbox structural parameter specification and using rainflow counting and LDD method to calculate gearbox damage. SCADA data is also used to quantify gearbox damage which is based on the calculation result of the program. The results found that wind turbine gearbox diameter, loading and wind turbulence scales have significant impacts to its fatigue life. Gearbox is likely to have damage under rated wind speed range.
Keywords Fatigue life wind turbine damage   Rain flow counting
目   次
1绪论   6
1.1课题背景介绍   6
1.2风电发展概况   7
1.3选题意义   8
2风电机组齿轮箱疲劳分析相关理论介绍   10
2.1齿轮精度等级的选择   10
2.2应力计算理论   10
2.3计数方法及载荷谱编制   11
2.4SN曲线   14
2.5线性疲劳累积损伤理论（Miner法则）   15
3基于MATLAB GUI实现疲劳寿命分析全过程   17
3.1MATLAB GUI 简介   17
3.2齿轮箱输入参数   17
3.3程序设计过程介绍   19
3.4功能模块的介绍   20
3.5程序存在的不足及改进思路   23
4程序运行结果分析比较   24
4.1风速变化对疲劳寿命的影响   24
4.2对比分析基于不同计数方法下的疲劳寿命   26
4.3湍流强度变化对疲劳寿命的影响   28
4.4齿轮参数变化对疲劳寿命的影响   29
5风电机组SCADA数据分析结果   30
结论   32
致谢   33
参考文献34
1 绪论
1.1 课题背景介绍
在高速发展的新能源时代，风能以其无污染、分布广、可再生的强力优势，一直在是新能源领域最耀眼的“明星”。在偏远地区，风能承担着供应生产电力以及生活能源的责任，具有重要的价值。
图1.1 中国有效风功率密度图（W/M2）
在我国，三北（东北、华北、西北）地区风力资源相当丰富，并且有许多合适的地方可用于风电场的建设，但与此同时这些地方电力需求却很小，发出的电力需要经过大电网传输到沿海发达地区，以平衡电力资源。 MATLAB风电机组机械系统疲劳寿命分析:http://www.youerw.com/jixie/lunwen_28816.html