交变载荷作用下变桨轴承的疲劳强度研究

针对变桨轴承未达到使用寿命、套圈提前断裂的工程实际,建立了变桨轴承整体力学模型和变桨轴承有限元模型,进行力学性能分析。根据变桨轴承套圈的静强度数据,估算了S-N曲线;基于估算的S-N曲线,结合有限元模型得到变桨轴承套圈的疲劳寿命,分析了交变载荷是否为变桨轴承失效的主要因素。     

离线分切工艺对烟叶综合价值的影响研究

为拓宽烟叶在工业环节的原料使用范围,解决烟叶供需结构性矛盾,推进配方打叶技术创新,通过设计实验,在打叶复烤前对选后烟叶按一定长度标准进行叶基与叶身的分切加工处理,再根据配方模块进行打叶复烤,并与未分切的成品片烟进行对比分析,研究二者的加工质量、化学成分、感官质量以及综合利用水平。研究结果表明：烟叶离线分切加工工艺可以有效提高大片率,减低水分和烟碱CV值,改善烟叶感官质量,降低烟叶加工损耗,提高烟叶的综合利用水平,实现1+1>2的效果,对于行业的烟叶利用率提升、模块化配打、均质化加工具有一定的战略意义。     

乏油状态下轴承沟道热-磨损耦合研究

乏油状态下,轴承摩擦生热和沟道磨损相互影响,严重影响轴承使用寿命。对球在不同运动形式下沟道的摩擦生热规律进行了分析,研究了球相对沟道滑动时轴承沟道在不同滑动速度、径向载荷及不同乏油状态下的热-磨损耦合变化规律。结果表明：球滚动时造成的轴承摩擦生热量较小,陀螺运动和滑动对轴承摩擦生热影响最大;球轴承滑动速度、径向载荷增加时以及乏油程度加剧时,球-沟道的摩擦生热现象会变得严重,轴承温度由于热传导持续增加,温度上升后,球-沟接触椭圆区域变大,接触应力小幅度减小。     

球-沟道相对运动对沟道应力的影响研究

目前研究切向力对沟道应力的影响大多数基于弹性变形,而沟道弹塑性变形时的切向力对沟道应力的影响研究较少。基于弹塑性接触理论建立了GCr15钢的弹塑性本构模型,并通过用户子程序UMAT将本构模型嵌入到有限元软件ABAQUS中,然后研究沟道材料弹塑性行为下,摩擦系数0~0.3时,球-沟道接触运动及摩擦力对沟道应力的影响。结果表明:接触面上的摩擦力对应力有一定的影响;球的自旋运动对沟道应力分布影响最大;其次为滑动、滚动最小。因此对于高速重载的工况,球-沟道接触摩擦力的影响不能忽略。     

变桨轴承套圈材料弯扭疲劳载荷谱研究

变桨轴承套圈承受周期性弯扭交变载荷作用,为使用标准试件研究变桨轴承套圈材料的弯扭疲劳失效,需建立与实际工况等效的试验载荷谱。首先建立了风力发电机桨叶系统的整体力学模型,并研究了变桨轴承套圈承受的周期性外载荷;其次建立变桨轴承的整体有限元模型,研究变桨轴承套圈应力、套圈截面弯矩和扭矩的周期性变化规律;最后通过应力和弯扭载荷特性等效,研究了标准试件试验变桨轴承套圈材料疲劳性能的等效载荷谱。     

弯扭交变载荷作用下变桨轴承套圈材料的断裂寿命研究

变桨轴承套圈在服役过程中会发生断裂,其主要原因是套圈存在微裂纹,在弯扭交变载荷作用下裂纹以不同疲劳方式不断扩展直至断裂。为此,对标准试件进行裂纹扩展,反映变桨轴承套圈失效位置的断裂过程和寿命。确定了套圈断裂位置的等效载荷谱及裂纹扩展模型,根据变桨轴承所承受的纯机械疲劳建立裂纹扩展速率模型,计算标准试件在弯扭交变载荷作用下,裂纹以机械疲劳方式扩展的路径和寿命。裂纹扩展仿真结果表明,裂纹在以机械疲劳方式扩展下,含有微裂纹的变桨轴承套圈能达到使用寿命,考虑腐蚀与疲劳同时作用导致变桨轴承套圈失效。