基于相变量的风力机叶片宏观拓扑优化设计

作     者：刁晓航 孙鹏文 马志坤 赵雄翔 张兰挺 龙凯 Diao Xiaohang;Sun Pengwen;Ma Zhikun;Zhao Xiongxiang;Zhang Lanting;Long Kai

作者机构：内蒙古工业大学机械工程学院呼和浩特010051 内蒙古自治区先进制造技术重点实验室呼和浩特010051 内蒙古自治区能源技术中心呼和浩特010010 华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206 

基　　金：国家自然科学基金(51865041,52165035) 内蒙古自治区直属高校基本科研业务费项目(JY20220080,JY20220373) 内蒙古自治区硕士研究生科研创新资助项目(S20210186Z) 

出 版 物：《太阳能学报》 (Acta Energiae Solaris Sinica)

年 卷 期：2023年第44卷第3期

页      码：198-203页

摘      要：不同复合纤维布和软夹芯材料的空间布局将产生不同的叶片结构性能和质量,为最大程度发挥材料空间布局的设计潜力,提出基于相变量的叶片宏观拓扑优化方法。基于独立连续映射法,建立以单元伪密度为设计变量、强度为约束、质量最小为目标函数的叶片多相材料拓扑优化数学模型,以修正的满应力设计方法和关系映射反演原则相结合的算法进行求解,通过Abaqus-Python-Matlab联合平台实现优化。以1.5 MW叶片为例,得到复合纤维和软夹芯材料的优化空间布局,基于等代设计法调整不规则区域。结果表明:优化后叶片的强度满足要求且质量明显减小,验证了方法的有效性和可行性。

主 题 词：拓扑优化 风力机 叶片 结构性能 相变量 强度约束 

学科分类：080703[080703] 080704[080704] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 

核心收录：

D　O　I：10.19912/j.0254-0096.tynxb.2021-1308

馆 藏 号：203120990...