摘要：复合材料风力机叶片的性能因铺层参数的变化而不同,为了优化铺层方案,探讨了铺层参数对风力机叶片静态结构性能的影响。以某1.5 MW风力机叶片距叶根1/3段为对象,建立其有限元模型,计算叶片在极限工况下各截面的载荷;分析该叶片铺层所采用的单、双、三轴向布的基本力学性能,得出可行替代方案。通过对不同铺层角度、铺层顺序和铺层比例的代表性铺层方案进行分析对比,初步得出叶片具有良好性能的铺放参数。在此基础上,优化原有设计方案,结果表明改进后叶片的失效因子和变形明显降低,验证了所得结论的正确性。

摘要：在给定的材料性能条件下,以耐压壳纤维体积分数和层合板厚度为设计变量,以结构质量最小为优化目标进行复合材料耐压壳的布局优化;以铺层参数作为优化变量,综合考虑结构的稳定性及其材料强度,实现了结构铺层方式的优化设计;通过协调各子系统优化结果,实现了适用于潜水器复合材料耐压壳结构/材料一体化的协同优化设计.结果表明:耐压壳结构质量较优化前的降幅为20.57%,临界失稳压力为30.78MPa,失效指数为0.675,优化结果达到预期效果.所提出的基于铺层参数的协同优化方法能够对复合材料耐压壳进行优化设计,解决了直接以铺层角作为设计变量的优化效率低的问题.

摘要：纤维增强复合材料层合板的弹性性质依赖于单层板的纤维含量(体分比)以及铺层方式(总层数、各单层的厚度与铺设方向)。本文研究在给定材料用量条件下层合板的最大刚度设计问题,采用铺层参数作为铺层方式的描述参数、以铺层参数和单层板纤维含量体分比在层合板面内的分布的描述参数为设计变量,以层合板的柔顺性最小为目标,建立了铺层方式和纤维分布协同优化的层合板最大刚度设计问题的提法和求解方法,给出了具有最大刚度的层合板最优铺层方式和纤维含量的分布规律的设计实例。

摘要：叶片铺层设计为一个多参数、多目标的复杂耦合作用过程,其性能主要取决于铺层参数。通过推导正轴刚度不变量和弯扭刚度矩阵间的关系,构建层合板刚度等效模型与铺层顺序表征参数之间的数学关系,实现铺层顺序的量化;应用均匀试验设计、有限元分析和和多元非线性回归法,构建铺层参数和叶片性能间的耦合数学模型,分析单参数和两两参数对叶片刚强度的影响;为实现叶片刚强度的多目标优化,应用层次分析法计算各目标函数权重,建立叶片多目标优化数学模型;基于模拟退火算法进行求解,得到叶片综合性能最优的铺层参数组合为铺层角度45°、±x°铺层厚度比例为58%、铺层顺序为[±x°/0°/90°/±x°]TN。结果表明优化后叶片的最大位移和Tsai-wu失效因子分别降低了2.79%和5.87%,性能得以提高,验证所提出多目标优化方法的有效性和可行性。

摘要：铺层参数对风力机叶片的结构性能存在耦合影响.以铺层参数为自变量、叶片刚强度为响应变量,基于二次通用旋转组合设计法设计了试验方案,结合方差分析构建了Tsai-Wu失效因子和最大位移关于铺层参数的显著性回归模型,分析了铺层参数对叶片性能的影响和多因素耦合影响,验证了方法的可行性和有效性.

摘要：复合纤维风力机叶片铺层结构复杂,其性能随铺层角度、铺层顺序和铺层厚度的不同而变化。为了优化铺层方案,论文研究了铺层参数对复合纤维风力机叶片静态结构性能的影响。以某MW级风力机叶片叶中段0-2/3段为对象,建立其有限元模型;采用双因素变量法分析铺层参数对叶片的性能影响,即设计典型铺层方案,以铺层顺序为定量,同时改变铺层角度和各铺层角度的比例,得出叶片具有良好性能的铺放参数。优化原有设计方案,结果表明改进后叶片的最大失效因子及最大位移明显降低,验证了所得结论的正确性。

摘要：风力机叶片性能随铺层参数的不同而不同.本文结合工程实际,运用均匀试验设计法安排试验方案,结合有限元方法,采用多项式回归分析法,建立了以最大位移为因变量,铺层角度、±x°铺层厚度比例和铺层顺序为自变量的二次型数学模型,分析了铺层参数对叶片刚度的耦合影响;采用单因素均值法与交互项分析优化了铺层参数的取值域,为叶片铺层结构设计和优化提供了方法和技术支持.

摘要：铺层参数对风电叶片的性能存在耦合影响.采用响应面法设计试验方案,仿真了叶片的Tsai-Wu失效因子和最大位移;经多项式回归分别建立了铺层参数与强度、刚度的数学模型,检验了模型和方程系数的显著性.在分析铺层参数与叶片Tsai-Wu失效因子和最大位移响应曲面的基础上,探究了铺层参数对叶片性能的耦合影响,得到了优化的铺层参数取值域.

摘要：风力机叶片性能随铺层参数的不同而不同.本文依据一阶响应曲面设计原理,设计了铺层参数不同水平的方案.以整体结构性能最优为目标,铺层参数为自变量,叶片强度、刚度为响应变量,采用Minitab中的田口设计法进行试验设计,模拟了叶片的静态结构性能;经多元线性回归构建了铺层参数与Tsai-wu失效因子、最大位移之间的一阶数学模型,进行了显著性检验;分析了铺层参数对叶片性能的影响,验证了方法的可行性和有效性.

摘要：为使风力机叶片的强度和刚度综合性能较优,提出了一种基于综合决策模型的多目标优化方法.以某1.5MW叶片为例,应用试验设计法、有限元分析和多元非线性回归法,建立了铺层参数与叶片性能间的数学模型.采用因子分析法和最小二乘法计算各目标函数权重,构建了叶片多目标综合决策模型并进行求解,得到叶片优化的铺层参数.结果表明:优化后叶片的最大位移和Tsai-Wu失效因子均降低,性能提升.