大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化.pdf

1、目前，隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)能源的需求和依賴(lài)日益強(qiáng)烈，人類(lèi)正面臨著環(huán)境、能源、可持續(xù)發(fā)展的迫切問(wèn)題，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)作為綠色能源得到了飛速的發(fā)展，近些年來(lái)涌現(xiàn)出的風(fēng)電廠商不斷增多，風(fēng)機(jī)的容量也不斷做大，但是，這造成了風(fēng)機(jī)制造產(chǎn)能?chē)?yán)重過(guò)剩，帶來(lái)風(fēng)機(jī)價(jià)格的大幅走低的結(jié)果，讓風(fēng)機(jī)制造商感受到巨大的成本壓力。各大風(fēng)機(jī)制造商紛紛回過(guò)頭來(lái)注重風(fēng)機(jī)的質(zhì)量，制造成本等問(wèn)題，尤其是關(guān)注于大型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和機(jī)械性能的提升，在解決大型結(jié)構(gòu)件優(yōu)化和振動(dòng)特性的研究上有了一

2、定的需求。本文以?xún)?yōu)化兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)為主，設(shè)計(jì)機(jī)艙平臺(tái)和桁架結(jié)構(gòu)，關(guān)注于結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性，在解決機(jī)艙結(jié)構(gòu)的振動(dòng)問(wèn)題上提供了可參考的設(shè)計(jì)方案。
　　首先，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙平臺(tái)結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析和機(jī)械設(shè)計(jì)，了解現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不合理問(wèn)題和平臺(tái)所承受的載荷，在Hyperworks軟件中對(duì)機(jī)艙平臺(tái)進(jìn)行概念設(shè)計(jì)，結(jié)合拓?fù)鋬?yōu)化理論，為結(jié)構(gòu)找到更為合理的設(shè)計(jì)方案，然后對(duì)結(jié)構(gòu)中的板型厚作為控制變量尺寸優(yōu)化，達(dá)到減少制造材料，優(yōu)化結(jié)構(gòu)質(zhì)量的目的，校核

3、機(jī)艙平臺(tái)結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度，查看其能否滿(mǎn)足25年的設(shè)計(jì)壽命要求。
　　其次，在已有的設(shè)計(jì)平臺(tái)方案的基礎(chǔ)之上，優(yōu)化設(shè)計(jì)機(jī)艙桁架的布置形式和截面形狀，拓?fù)鋬?yōu)化時(shí)，需要綜合考慮結(jié)構(gòu)在各個(gè)方向的應(yīng)變能、系統(tǒng)模態(tài)、最大位移等，結(jié)合結(jié)構(gòu)的加工工藝，對(duì)機(jī)艙桁架進(jìn)行建模。然后為找到各個(gè)截面針對(duì)不于同載荷更為合理的截面形狀，用Model Center軟件調(diào)用Ansys的求解器對(duì)模型進(jìn)行桁架截面選型，求解算法為達(dá)爾文遺傳算法，完成機(jī)艙桁架的優(yōu)化設(shè)計(jì)。