摘要：为实现海上风电机组支撑结构的轻量化设计,提出基于拓扑优化的海上风电机组三脚架结构设计方法。首先,以结构柔顺度最小化为目标设置体积比约束,基于变密度法实现三脚架结构的概念设计;然后,以拓扑优化结果为依据,通过删除参考结构的水平连杆及增加斜支撑与中心主筒厚度的方式实现三脚架结构的重构;最后,从固有频率、极限强度及疲劳强度3个方面验证优化结构的可靠性及有效性。结果表明:与参考结构相比,优化结构在满足静动态和疲劳设计要求的同时实现了结构大幅减重,充分证明了所提拓扑优化方法的可行性及优越性。

摘要：车间流水线承载轨道定期检测磨损情况是确保生产安全的关键，而人工检测轨道磨损量效率低，因此设计一款自动检测装置是十分必要的。针对某车企树脂车间承载轨道设计出了一套磨损量自动检测装置，并将该轨道检测装置投入使用，为了确保轨道检测装置数据的真实性，将检测装置采集到的数据与传统人工测量的数据进行对比，得到该装置具有较高的检测效率和精度的结论，同时可以改善人工检测的繁琐。针对该检测装置在车间轨道不同路段下磨损数据的采集，对检测装置的检测数据进行分析，得出了车企树脂车间承载轨道的磨损特征，可为评估该车企树脂车间轨道的使用情况提供参考。

摘要：为进一步提高海上风电机组支撑结构力学性能,通过调整桩腿距离以改变设计域,提出腿距变化下的导管架拓扑优化设计方法。建立多目标归一化加权柔顺度最小优化目标模型,设置体积比和工程制造加工约束,分析拓扑优化构型变化规律。基于IEC 61400-3规范及有限元分析进行整机极限载荷计算与导管架极限工况分析。以一阶固有频率、最大位移、最大支反力为衡量指标,与NREL 5 MW机组相比,腿距变化下对应设计域的一系列拓扑优化结构在力学各方面性能上更加优越,证明所提出的拓扑优化方法在导管架设计中的可行性和优越性。

摘要：为实现风电机组主轴承座抗疲劳轻量化设计,提出基于增广拉格朗日函数的抗疲劳拓扑优化方法。采用准静态法快速获取时序应力值,经过雨流计数得到累积疲劳损伤值。基于变密度法建立抗疲劳拓扑优化列式,为解决单元损伤约束方程数庞大的困难,借助增广拉格朗日函数将原拓扑优化问题转换为一系列无约束优化问题实现优化求解。基于商品化有限元软件二次开发实现抗疲劳拓扑优化功能,并在风电机组主轴承座轻量化设计中得到工程应用,证明了提出方法的可行性和适用性。

摘要：多锥形摩擦副是新型湿式离合器的关键部件,具有体积小、转矩传递性能好等优点.针对多锥形摩擦副的特殊构型,考虑油膜承载力、微凸体接触以及摩擦元件温升等因素,建立了接合过程中摩擦转矩的多物理场耦合数学模型并进行数值求解.计算得到的摩擦转矩与试验数据相比误差小于10%,仿真模型具有较高的准确性.基于该模型对不同加载压力和相对转速下的摩擦转矩特性进行了研究.此外,采用Box-Behnken Design试验设计,通过响应面分析得到锥面数量、锥形角度、锥形高度等锥形参数对摩擦转矩的影响规律.结果表明:摩擦转矩与加载压力呈正相关关系,当加载压力从0.1 MPa增加到0.2 MPa时,摩擦转矩峰值增大了102.2%;减小锥形角度的同时增大锥形数量可更有效地提高摩擦副的转矩传递能力,缩短同步时间.研究结果可为新型多锥形摩擦副的优化设计提供参考依据.

摘要：为实现海上风电机组多导管架结构概念设计,对某型5 MW多导管架结构进行模态分析、整机载荷计算与极限工况下的刚强度分析。根据受力特点,建立多导管架结构的多目标拓扑优化模型,通过最小尺寸约束抑制棋盘格现象并设置对称面约束,得到不同权因子下的拓扑优化结果。基于某一加权因子下拓扑优化结果,重新建立新型多导管架有限元模型,并进行载荷重分析。通过极限工况下的静动态分析结果对比可知,优化结构一阶固有频率略有提高,最大变形和应力均大幅降低。上述结果证明了提出的拓扑优化流程在海上风电机组多导管架设计中的可行性和优越性。

摘要：针对激光雷达点云数据稀疏、扰动、存在噪声和其他方法难以迁移,实时性差等难题,面向“L”型小尺寸目标研究了一种基于视觉修正的激光雷达体积测量方法。该方法首先通过联合标定和时间戳最近邻匹配实现相机与激光雷达数据的对齐;然后经过目标检测算法获取图像中目标的信息,与此同时对点云数据执行地面分割得到地面点云与非地面点云,利用视觉投影和点云聚类实现目标点云的分割,使用KDtree找到目标点云附近的地面点云;最后,设计了一种三维框的拟合算法初步完成点云目标三维框的粗拟合,并建立视觉修正模型对于目标三维框进行细修正,从而实现目标体积的计算。实验结果表明,对于武器箱道具、医疗箱和油桶等“L”型物体,提出的算法在一定范围内,体积测量的平均相对误差小于4.44%、最大误差小于6.12%、最大重复性小于5.61%,并且基于视觉的修正模型大幅提高了算法的精度和稳定性,在嵌入式平台的处理1帧用时55 ms,能够实现实时高精度的体积测量,具有良好的工程应用前景。

摘要：在实现风机叶片巡检的无人化和智能化的过程中,数据集的准备与标注严重影响深度学习网络的预测准确性。这一点在基于无人机载红外热成像尤为重要,不同于可见光检测:由于红外相机像素有限,导致缺陷在检测图像上像素少、温差小、缺陷温度表征因缺陷种类变化等问题。仅依赖一次数据标定的网络识别准确率较低,且数据集标注的差异对识别精度带来严重影响。为此,提出基于人在回路的风机叶片智能红外缺陷检测与测量的方法,将人员反馈引入到网络性能迭代中,并且通过缺陷局部假设解决在缺陷面积测量中的温度表征随种类变化的问题。实验表明,引入人为参与的方法能有效地提高风机叶片缺陷检测识别率。在自制的风机叶片红外数据集中,第二次数据迭代的mAP@0.5比第一次数据标注提高22.94%,第三次数据迭代的mAP@0.5比第二次数据迭代提高27.8%。

摘要：[目的]文章旨在探索10 MW级半潜型浮式风机的一体化计算方法并分析其在40~50 m近海深水区的耦合动力响应特性。[方法]以10 MW混凝土半潜型浮式风机为例,构建一体化时域数值计算模型,统计分析其额定发电和极端工况下的平台动力响应和系泊张力特征。[结果]平台水平运动主要受波浪荷载、风荷载和系泊刚度特性的影响,最大水平运动和系泊张力发生在生存工况,垂向运动主要受波浪荷载影响,摇摆运动的均值主要受风荷载影响,上述浮式风机动力响应均满足设计指标。[结论]一体化数值计算方法较好地考虑浮式风机耦合动力特性,由于水深限制,近海深水区的海上漂浮式风机对水平运动约束和系泊非线性问题的优化更为重要,响应极值主要发生在极端工况,上述结论为此类漂浮式海上风机基础结构的研究与设计工作提供了一定的参考。