为了更合理地模拟风力发电机组主轴的受力及传力特点,找出主轴疲劳强度影响因素,运用非线性接触单元模拟主轴承滚子,正确模拟主轴承的调心作用,建立了某型风电机组主轴与主轴承内圈过盈接触模型;结合等效时序载荷谱以及Miner疲劳损伤准则,研究分析了主轴-轴承内圈过盈量大小、主轴内孔大小、表面粗糙度、接触面摩擦因数和材料抗拉、屈服强度等对主轴疲劳强度性能的影响。研究结果对工程实际和生产具有一定的指导意义,同时为主轴的进一步轻量化设计奠定基础。

针对传统的频谱分析方法在非平稳工况下导致的"频谱模糊"现象,利用信号模型和阶次分析的方法对风电机组齿轮箱进行了故障诊断研究。建立了非平稳工况下齿轮箱高速级的振动信号模型,推导了其时频谱及阶次谱结构,利用阶次分析的方法分析了振动信号的阶次谱,提取了齿轮故障特征。最后,利用真实风场齿轮箱振动数据进行分析,对齿轮箱故障进行了准确识别。

齿轮箱是风力发电机组的关键传动部件,长期承受复杂的非平稳负载,容易出现裂纹、断齿、磨损等齿轮故障,造成安全事故及经济损失,对其进行故障诊断意义重大。针对传统的频谱分析方法无法满足非平稳工况下风电机组齿轮箱故障诊断的问题,利用阶次分析的方法对齿轮箱进行了故障诊断研究。分析了阶次分析方法的基本原理,推导并总结了齿轮箱特征阶次,最后,利用阶次分析方法对真实风场数据进行分析,准确识别了齿轮箱中的故障。