风力发电机组主轴联结风轮和增速箱,是风力发电机组的重要部件,主轴结构的安全性和合理性直接影响整机的性能。论文根据现代设计理论和手段,综合运用结构动力学、强度分析、疲劳分析理论,以德国船级社风力发电机组认证规范、国际电工委员会风力发电系列标准和中国船级社风力发电机组规范为依据,对大型风力发电机组的主轴进行了强度、刚度、疲劳寿命和模态分析研究。论文研究成果为风力发电机组主轴的自主开发提供技术支撑,对风力发电机主轴的设计分析具有理论意义和工程实用价值。论文主要研究内容如下:①综合考虑主轴系统结构对主轴强度和刚度影响,建立了主轴系统分析的有限元模型。针对主轴承调心自由度的模拟问题,提出了三种边界条件方案并进行了对比分析。采用非线性接触方案计算校核了各种极限载荷工况下的主轴的静强度和刚度。②根据设计规范对主轴系统的细节结构强度进行了分析。应用接触分析方法对主轴和轮毂联接处法兰及联接螺柱进行详细建模,分析了螺柱及各联接部件的强度。应用子模型法,对主轴锁紧销槽的局部应力进行了分析。③应用Miner准则,对主轴疲劳寿命分析的有限元模型、材料模型、载荷历程等进行了研究,建立疲劳分析模型,对主轴在49个疲劳工况载荷作用下的疲劳损伤进行了计算。④建立了主轴系统的结构动力学分析模型,计算了主轴工作状态下的固有频率,与风轮工作转速和叶片通过频率进行了比较。