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。

摘要：叶片性能直接关系到风电机组的服役寿命,铺层参数是决定叶片性能的关键因素之一。结构的刚度可由应变能的大小来反映,论文推导了复合材料壳体结构的应变能表达式。从工程角度出发,以某1.5 MW叶片为对象,采用分级优化策略,考虑叶片强度和质量特性,以结构应变能最小为目标函数,建立了叶片铺层参数的优化数学模型,通过求解得到了优化的铺层角度、整体铺层厚度分布和铺层顺序。结果表明:优化后叶片的质量降低,静态刚强度提高,验证了方法的有效性。

摘要：针对传统复合材料层合板优化设计较少考虑隐式约束或通过构建代理模型和惩罚函数等近似方法进行约束处理存在的问题,提出了一种考虑隐式约束的复合材料层合板分区优化方法。通过构建MATLAB-Python-ABAQUS联合仿真优化框架,实现对隐式约束的直接处理。以离散的纤维铺角为设计变量,结构柔顺度最小为目标函数,对称性制造和强度为约束,建立了分区优化数学模型,将联合仿真优化与遗传算法相结合,进行优化求解。数值算例表明:该方法可有效解决隐式约束的求解,获得优化的铺层方案,提高结构性能。

摘要：探究了叶片服役时长内的疲劳累积损伤和可靠度计算方法,以影响叶片可靠性的关键因素之一铺层厚度为设计变量、重量最小为目标函数、失效概率为约束条件,构建了优化数学模型,优化求解得到了满足可靠性要求的最佳铺层厚度。结果表明,该方法可以得到较为准确的叶片疲劳累积损伤,优化后的叶片重量减少了10.69%,减重效果明显。

摘要：随着医学的进步及人们对脊柱生理重建的要求不断提高,不同种类的人工腰椎间盘假体也得到蓬勃发展。从第一代Charité假体到第二代ProDisc-L假体,再到目前的第三代Activ-L Systems假体都在临床进行了大量应用,此外还有Acroflex、Maverick、XL TDR、M6-L等其他产品也获得批准应用。本文就人工腰椎间盘假体应用的相关文献进行综合分析,按照非限制型、半限制型、限制型、整体式弹性体、限制型+弹性芯、整体式横向植入等不同的设计特点,将相应假体的并发症进行综述,为后续假体设计改进和应用提供参考。