复合材料风力机叶片参数化设计及优化OA北大核心
风力机叶片重量过大不仅会影响叶片的结构性能,还会增加运输、维修等成本。为解决叶片质量问题,本文选取经典的1.5 MW复合材料风力机叶片,叶片主梁、腹板、前缘和后缘分区铺设不同的复合材料。由于复合材料的铺设厚度从叶根向叶尖呈现递减趋势,且失效位置也多位于叶根处,故取距离叶根约1/3部分为研究对象来简化问题。为便于后期优化,采用ANSYS APDL参数化构建复合材料风力机叶片模型。考虑到陷入局部最优的情况,选择子集模拟优化方法进行随机优化。设计变量为腹板位置,约束函数为极限载荷下叶片满足位移及Tsai-Wu准则校核,目标为叶片重量最小。通过30组子集模拟优化统计结果可知:当腹板位置约在29.4%、53.3%弦长处时,相较于确定性设计,叶片减重约15.4%。最终结果表明,该优化方法在风力机叶片结构优化方面具有可行性,且优化结果对工程设计具有参考价值。
金想想;马远卓;赵振宙;许波峰;李洪双;
河海大学能源与电气学院,南京211100南京航空航天大学航空学院,南京210016
风力机叶片复合材料ANSYS结构优化子集模拟
《复合材料科学与工程》 2024 (008)
P.39-44,90 / 7
国家自然科学基金项目(12102125,51876054);江苏省自然科学基金项目(BK20200512);中国博士后基金项目(2021M690868);中央高校基本业务费(B230201050)。
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