大型风力发电机作为可持续能源的重要组成部分，在全球范围内得到了广泛的推广和应用。其中，变桨轴承作为风力发电机变桨系统的关键组件之一，其性能直接影响到风力发电机组的运行稳定性和发电效率。变桨轴承处于风力发电机叶片的根部，通过改变叶片的攻角来调节风力对叶片的作用力，进而保持发电输出功率的稳定。然而，由于风力发电机工作的特殊性，变桨轴承往往处于恶劣的工作环境中，面临着长时间的周期性载荷作用、高温和严寒的气候以及腐蚀性介质的影响。
在这样的工作环境下，变桨轴承出现失效的后果是严重的，例如轴承卡死或叶片掉落等。滚道微动磨损是变桨轴承的主要失效形式，其根本原因在于接触应力的过大。接触应力是指当两个表面接触时，在接触面附近产生的应力。对于轴承而言，接触应力决定了轴承的承载能力和使用寿命。因此，研究滚道接触应力对于提高风力发电机变桨轴承的可靠性和延长其使用寿命具有重要意义。
本研究针对大型风力发电机变桨轴承滚道接触应力的分析采用了ANSYS软件，并利用超单元法建立了有限元模型。由于传统的赫兹接触理论在计算上存在一定的局限性，不能完全符合实际的工作情况，而全模型有限元计算需要大量的计算资源且不易收敛。超单元法作为一种高效的计算方法，可以有效减少计算资源的使用，并且提高收敛性。在本研究中，通过设置符合变桨轴承实际工作情况的边界条件，求解了轴承钢球的接触载荷，然后将该载荷加载到滚道接触应力计算模型中，从而得到滚道接触应力值。研究结果表明，采用超单元法得到的计算值与理论值相符，验证了有限元模型的正确性。
研究还发现，滚道的最大接触应力出现在外圈背风面上排滚道，这提示我们在设计和选材时需要特别注意这些位置的强度和耐磨损性。在比较了几种不同的接触应力计算方法后，研究结论支持有限元法在变桨轴承滚道接触应力计算中的优先采用，因为有限元法不仅能够提供较为精确的应力分布，还能考虑到更为复杂的边界条件和材料非线性特性，为工程应用提供了更为实际和可靠的解决方案。
由于本研究是基于首发论文进行的，因此对于相关的研究者和技术人员来说，能够获得关于大型风力发电机变桨轴承滚道接触应力分析的新思路和方法，为相关领域的研究与应用提供理论和技术支持。此外，本研究中提到的有限元分析方法，超单元法，以及比较理论计算值和有限元模型计算值的方法，都能够为工程领域在解决类似接触应力问题时提供宝贵的参考。
