风电齿轮箱箱体热结构特性分析研究的任务书.docx

风电齿轮箱箱体热结构特性分析研究的任务书
任务书
题目：风电齿轮箱箱体热结构特性分析研究
背景与意义：
风电能作为一种绿色能源，正在迅速发展。风电机组是风力发电的核心部件，齿轮箱作为传动系统的核心组件，承担着转速、扭矩和冲击力的传递。同时，风电齿轮箱在使用过程中承受着高温、高压、震动等复杂的工况和环境，因此其安全可靠性显得尤为重要。齿轮箱高温会加速其磨损、疲劳、失效、加重结构内部应力等问题，导致整个风力发电机组运行不稳定、寿命缩短、甚至失去运行能力。因此，对于风电齿轮箱箱体的热结构特性进行深入的分析和研究，对于提高风电机组的运行稳定性和可靠性具有重要的意义。
任务与要求：
1.了解风电齿轮箱箱体的结构及其工作原理，了解高温环境下重要构件的受力特征和应力热感应表现。
2.根据实际工况下的参数，对齿轮箱进行有限元模拟分析，确定齿轮箱在高温环境下的应变、应力、变形等特性。
3.进行箱体温度场分析，探究箱体内部温度场分布情况及其变化规律，并有效利用AKIMA算法，拟合出箱体内部整体温度场。
4.基于有限元计算结果，结合箱体温度场的分析结果，分析箱体热应力分布和变化规律，以及其对箱体的热变形和热位移的影响。
5.通过对齿轮箱箱体加长等设计改进方案的模拟，优化齿轮箱箱体结构，提高其热特性，并分析改进方案的可行性和优劣。
6.撰写实验报告，对于研究成果进行总结和分析，并结合实际生产中的应用进行讨论。
要求：
1.该研究课题要求有深入的机械工程、热力学、有限元等相关学科的理论基础以及应用经验；
2.研究人员要具有独立思考和解决问题的能力，能够独立完成模拟分析工作，并进行各种分析方法的比对和应用；
3.选用合适的有限元软件和MATLAB软件等进行数据处理和分析，并撰写结构性的研究报告；
4.研究时间为6个月，要求研究人员能够按时完成各项任务。
预期成果：
1.分析和研究高温环境下风电齿轮箱箱体的热结构特性，探讨箱体的热应力、变形和位移等关键参数的影响规律；
2.掌握有限元计算和AKIMA算法的应用方法，并结合现有的分析方法对于高温环境下齿轮箱箱体的热特性进行全面的分析比较；
3.提出多个设计改进方案，并筛选出最优方案，为风电齿轮箱箱体设计和研发提供理论依据；
4.研究成果将会在相关学术期刊上发表，并有可能应用于实际生产中，对风电机组的运行稳定性和可靠性的提高将具有重要的意义。
参考文献：
1.费高一，叶峰等.正斜齿轮箱热仿真分析及其应用研究[J].动力工程，2016，36（6）：406-409.
2.龚进，汪楚先，胡执中.基于气密变形损失的齿轮箱螺栓优化设计[J].机械设计与研究，2015，31（6）：27-29.
3.王久华.风力发电机齿轮箱热读取及热应力分析[J].风力发电技术，2018，34（1）：31-34.