考虑零件相关的风电机组齿轮箱可靠性建模

考虑零件相关的风电机组齿轮箱可靠性建模课题的创新性可行性分析拟采取的技术路线研究目标、内容和关键性问题课题研究意义及研究现状目录课题研究意义随着风电产业在我国的飞速发展，如何保证风力发电机稳定运行，高效的利用风力资源就显得十分重要。同时由于风电机组工作环境恶劣，风场交通不便，机组维护困难，常导致较大的经济损失，增加了风力发电机的运行维护成本。因此，加强对风力发电机的可靠性研究显得尤为重要。课题研究意义影响风电机组可靠性的因素很多，但齿轮箱的损坏是影响风机可靠性的一个重要因素。因此，研究风电机组齿轮箱的可靠性便具有了重要意义。课题研究意义风电机组齿轮箱可靠性的研究目的在于通过风电机组齿轮箱的功能分析和系统故障判据的界定，确定其可靠性模型，并借助于可靠性分析计算方法来计算风电机组齿轮箱的可靠性特征量以发现风电机组齿轮箱中存在的隐患和薄弱环节，采取相应措施消除其隐患和薄弱环节，为改善和提高风电机组齿轮箱的可靠性提供方向和途径。课题研究意义对于风电机组齿轮箱而言，“相关”是其失效的普遍特征，忽略其失效的相关性，常常会导致过大误差，甚至得出错误结论。因此，研究考虑零件相关时的风电机组齿轮箱的可靠性分析就具有非常重要的意义。国内外研究现状世界各国对风电机组齿轮箱的可靠性分析及优化是随着风电技术的发展基于齿轮箱可靠性分析研究的基础上发展起来的。国外对齿轮箱的可靠性及优化设计研究比较早，但近年来主要集中在动力学方面和优化设计、CAD技术等在齿轮传动设计中的应用。国内外研究现状我国国内由于风电发展起步较晚，同时由于国内以前的风电机组齿轮箱大都是靠进口，生产中主要依靠类比、仿制国外齿轮箱，没有掌握风电齿轮箱的核心生产、设计技术。对于风力发电机齿轮箱的可靠性设计及优化研究比较少。国内外研究现状尽管国内外关于风电机组齿轮箱的可靠性设计及优化方面的研究都取得了相应的成果，但文献在可靠性及优化模型中，轴承载荷系数、齿轮使用系数和动载系数大都是按常规方法查表获得，设计变量约束条件考虑相对简单，没有考虑各零件之间的失效相关性，模型的研究对象也比较简单，计算方法相对复杂。研究目标研究对象：1.5MW风电机组齿轮箱，采用一级行星齿轮和两级斜齿轮传动，其结构简图如图所示。研究目标最终目标：在风电机组齿轮箱中各主要失效零件的动态可靠度和寿命分布函数的基础上，结合Copula函数的相关理论建立零件相关条件下的风电机组齿轮箱的可靠性数学模型。研究内容齿轮箱的可靠性指标计算建立齿轮箱的可靠性数学模型齿轮箱零件的动态可靠度分析研究内容齿轮箱的载荷系数分析零件的动态可靠度计算零件相关时齿轮箱的可靠性模型拟解决的关键性问题拟采取的技术路线确定研究对象确定主要失效零件齿轮箱载荷系数分析求解齿轮箱寿命联合分布函数求解零件寿命分布函数建立零件可靠度模型建立零件相关时齿轮箱可靠性模型实例分析计算可行性分析理论支持Copula理论作为支撑本课题研究工作的基本可靠性理论。该理论是一种研究非线性、非对称相关的统计理论。近年来它作为一种描述相关关系的连接函数在金融、机械、工程等方面都得到了一定的研究应用。可行性分析数值计算MATLAB软件具有非常强大的数值分析计算功能，已广泛应用于机械系统可靠性分析领域，我们可以在它的集成环境中交互或编程以完成风电机组齿轮箱动态可靠度的分析计算，能够保证本课题研究工作的顺利开展。建立变载荷下零件的动态可靠度模型零件相关条件下风电机组齿轮箱可靠性模型创新性课题的创新性