風(fēng)力發(fā)電論文：拓?fù)鋬?yōu)化振動疲勞壽命

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1、風(fēng)力發(fā)電論文：拓?fù)鋬?yōu)化振動疲勞壽命【提示】本文僅提供摘要、關(guān)鍵詞、篇名、目錄等題錄內(nèi)容。為中國學(xué)術(shù)資源庫知識代理，不涉版權(quán)。作者如有疑義，請聯(lián)系版權(quán)單位或?qū)W校?！菊磕壳埃S著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對能源的需求和依賴H益強烈，人類正面臨著環(huán)境、能源、可持續(xù)發(fā)展的迫切問題，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)作為綠色能源得到了飛速的發(fā)展，近些年來涌現(xiàn)的風(fēng)電廠商不斷增多，風(fēng)機的容量也不斷做大，但是，這造成了風(fēng)機制造產(chǎn)能嚴(yán)重過剩,帶來風(fēng)機價格的人幅走低的結(jié)果，讓風(fēng)機制造商感受到巨人的成本壓力。各大風(fēng)機制造商紛紛回過頭來注重風(fēng)機的質(zhì)量，制造成木等問題,尤其是關(guān)注于大型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和機械性能的提升，在解決大型結(jié)構(gòu)件優(yōu)化

2、和振動特性的研究上有了一定的需求。本文以優(yōu)化兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機結(jié)構(gòu)為主，設(shè)計機艙平臺和桁架結(jié)構(gòu)，關(guān)注于結(jié)構(gòu)的振動特性，在解決機艙結(jié)構(gòu)的振動問題上提供了可參考的設(shè)計方案。首先，對風(fēng)力發(fā)電機機艙平臺結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析和機械設(shè)計，了解現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的設(shè)計不合理問題和平臺所承受的載荷，在Hyperworks軟件中對機艙平臺進(jìn)行概念設(shè)計，結(jié)合拓?fù)鋬?yōu)化理論，為結(jié)構(gòu)找到更為合理的設(shè)計方案，然后對結(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，校核機艙平臺結(jié)構(gòu)的疲勞強度，查看其能否滿足25年的設(shè)計壽命要求。其次，在已有的設(shè)計平臺方案的基礎(chǔ)之上，優(yōu)化設(shè)計機艙桁架的布置形式和截面

3、形狀，拓?fù)鋬?yōu)化時，需要綜合考慮結(jié)構(gòu)在各個方向的應(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，對機艙桁架進(jìn)行建模。然后為找到各個截面針對不于同載荷更為合理的截面形狀，用ModelCenter軟件調(diào)用Ansys的求解器對模型進(jìn)行桁架截而選型，求解算法為達(dá)爾文遺傳算法，完成機艙桁架的優(yōu)化設(shè)計。最后，針對機艙發(fā)電機結(jié)構(gòu)運行時出現(xiàn)的振動和不平衡問題，對風(fēng)力發(fā)電機進(jìn)行減振設(shè)計和振動響應(yīng)的仿真，設(shè)計過程中，考慮整機在運行時的動力學(xué)特性，模擬結(jié)構(gòu)在承受交變載荷時隨時間的響應(yīng)，得到結(jié)構(gòu)對于振動的響應(yīng)時間和減振效率。【關(guān)鍵詞】風(fēng)力發(fā)電；拓?fù)鋬?yōu)化；振動；疲勞壽命；【篇名】大型風(fēng)力發(fā)電機機艙結(jié)構(gòu)

4、的設(shè)計與優(yōu)化【目錄】大型風(fēng)力發(fā)電機機艙結(jié)構(gòu)的設(shè)計與優(yōu)化摘要5-6Abstract6目錄7-91緒論9-161.1課題研究背景9-111.2風(fēng)電設(shè)備結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和發(fā)展方向11T31.3現(xiàn)有國內(nèi)外機艙結(jié)構(gòu)設(shè)計缺陷13-162課題研究的內(nèi)容和意義16-183機艙平臺及桁架結(jié)構(gòu)的設(shè)計流程和機理18-473.1有限元仿真分析平臺18-203.2優(yōu)化設(shè)計理論20-323.2.1優(yōu)化設(shè)計概述20-213.2.2拓?fù)鋬?yōu)化的基本概念21-243.2.3尺寸優(yōu)化和遺傳算法24-273.2.3.1尺寸優(yōu)化的基本概念243.2.3.2遺傳算法及優(yōu)化過程24-273.2.4優(yōu)化設(shè)計響應(yīng)27-323.3疲勞

5、強度32-403.3.1疲勞的基本概念32-373.3.2基于GL規(guī)范和FEMFAT對部件S/N曲線的修正37-403.3.2.1GL和FEMFAT考慮平均應(yīng)力的彩響393.3.3.2GL和FEMFAT對部件損傷的聯(lián)合求解計算39-403.4機械振動理論40-473.4.1機械振動的基本概念40-423.4.2機械振動基木形式42-443.4.3減振隔振理論44-474兆瓦級混趨風(fēng)力發(fā)電機機艙平臺的設(shè)計與優(yōu)化47-564.1機艙平臺的設(shè)計要求與邊界條件474.2機艙平臺的概念設(shè)計與拓?fù)鋬?yōu)化47-504.2.1設(shè)計流程474.2.2拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計47-494.2.3實驗結(jié)果對比與

6、仿真分析49-504.3艙平臺結(jié)構(gòu)的尺寸優(yōu)化50-524.4機艙平臺的疲勞壽命計算52-554.5本章總結(jié)55-565混驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機機艙桁架的設(shè)計與選型56-765.1機艙桁架的設(shè)計要求與邊界條件56-575.2機艙桁架結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化57-615.2.1拓?fù)淇臻g57-585.2.2設(shè)計載荷制定載荷工況58-595.2.3拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計要素59-605.2.4拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果60-615.3機艙桁架截面的選型和優(yōu)化61-755.3.1桁架截面的建模和分組61-635.3.2桁架的建模與仿真分析63-645.3.3建立桁架截面庫64-655.3.4梁截面選型的優(yōu)化策略65-665.3

7、.5優(yōu)化過程中的相關(guān)文件66-685.3.6桁架截面優(yōu)化設(shè)計要素68-695.3.7遺傳算法的求解參數(shù)設(shè)置69-705.3.8優(yōu)化設(shè)計結(jié)果70-725.3.9數(shù)據(jù)處理72-755.4本章小結(jié)75-766混驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機減振的設(shè)計及運動仿真76-826.1機艙減振設(shè)計與仿真計算77-816.1.1發(fā)電機運行過程的振動響應(yīng)分析78-806.1.2發(fā)電機安裝在基礎(chǔ)之上的振動響應(yīng)80-816.2本章小結(jié)81-82結(jié)論與展望82-84參考文獻(xiàn)84-87在學(xué)研究成果87-88致謝88-89附錄1有限元模型桁架尺寸優(yōu)