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Análisis de Sensibilidad de Fiabilidad de los Rodamientos del Eje Principal de Aerogeneradores Sujetos a Estrés Subsuperficial

Autores: Zhao, Wei; Jiang, Zhiyuan; Zhang, Peng; Huang, Xianzhen

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Análisis de Sensibilidad de Fiabilidad de los Rodamientos del Eje Principal de Aerogeneradores Sujetos a Estrés Subsuperficial


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Turbina eólica
Rodamientos del eje principal
Análisis de fiabilidad
Modelo de elementos finitos
Tensión subsuperficial
Propiedades mecánicas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 20

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Como componente principal de una turbina eólica, el rendimiento de los rodamientos del eje principal afecta directamente la eficiencia de transmisión y la fiabilidad de las turbinas eólicas. Hasta donde sabemos, se han realizado pocos análisis de fiabilidad de los rodamientos de energía eólica teniendo en cuenta las propiedades mecánicas. En este artículo, se establece un modelo de elementos finitos para calcular el estrés subsuperficial del rodamiento del eje principal de una turbina eólica, considerando los grosores estructurales, las condiciones de fricción y las condiciones de interferencia del rodamiento. Se considera la aleatoriedad de varios factores, incluidos los grosores estructurales, los parámetros del material, los coeficientes de fricción y la interferencia del rodamiento. Se utiliza un diseño de hipercubo latino para obtener puntos de muestra, y se analizan las respuestas mecánicas del rodamiento de estos puntos de muestra. A través de los datos de estos puntos de muestra, se establece un modelo de Kriging. La comparación con los resultados de elementos finitos muestra que el modelo de Kriging mejora enormemente la eficiencia computacional del modelo de elementos finitos, con un resultado de error relativo de solo 3.80 x 10. Se aplica el método de simulación de Monte Carlo para analizar la fiabilidad y sensibilidad del estrés subsuperficial del rodamiento. Los resultados muestran que un aumento en el grosor del anillo interno mejorará la fiabilidad del estrés del rodamiento, mientras que un aumento en otros parámetros reducirá la fiabilidad del estrés del rodamiento, incluidos el grosor del anillo externo, la longitud del rodillo, el módulo de elasticidad del material, la densidad, la interferencia del rodamiento y del eje estacionario, y los coeficientes de fricción. Los resultados de la investigación proporcionan una referencia razonable para optimizar el diseño de la estructura, el ensamblaje y la selección de materiales para los rodamientos del eje principal de las turbinas eólicas.

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