考虑叶片相关载荷分布的风力发电机组叶片轴承疲劳寿命计算

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旋转轴承是最常见的机械元件之一，其疲劳寿命计算已通过国际标准ISO 281进行规范，该标准基于恒定转速下轴承受载的假设。风力发电机组叶片轴承的运动特性不符合此假设，其运动通常由小幅重复摆动组成。此外，叶片轴承沿周向的载荷分布差异显著，这种载荷工况需要参照ISO 16281标准并进行详细的轴承仿真以确保计算精度。除ISO 16281外，NREL DG03指南（针对桨距和偏航轴承寿命）列出了两种将轴承载荷纳入疲劳寿命计算的方法。本文对三种方法进行了比较。其中两种方法不能直接用于本研究采用的双排四点接触轴承，因此进行了适当调整。通过回归分析的新方法对轴承内部载荷分布进行了仿真和曲线拟合。NREL DG03中计算工作量最少的方法得到的寿命结果明显高于基于轴承内部载荷分布的其他两种方法。后两种方法产生的结果非常相似。本文提出了一种改进方案，以提高计算工作量最少的寿命计算方法的精度，使其结果更接近其他两种方法。

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