摘要：高强度螺栓在大兆瓦风力发电机组上有着广泛的应用,法兰接触界面不平整会显著影响螺栓的疲劳寿命,引起螺栓断裂。现通过建立变桨轴承法兰接触面平整和局部含有间隙两种情况下的详细三维实体模型,对比分析了螺栓的受载情况,发现接触缝隙会显著增大螺栓的最大拉应力,使疲劳寿命显著下降。最后提出了在接触界面间增加垫片来消除间隙的方法,效果良好。

摘要：主轴作为风力发电机组中的重要传动部件,合理的结构设计对于保证风机具有足够的运行寿命、可靠的载荷传递以及制造成本经济性有着至关重要的作用。在主轴设计中经常面临静强度满足要求,但局部区域疲劳寿命不足的难题。本文运用子模型技术,以主轴疲劳寿命为目标,以结构外形尺寸为约束条件,建立二阶响应面代理模型,并运用遗传算法对模型寻优求解。结果表明:经过局部优化后主轴疲劳寿命提高了将近30倍,节段重量下降了21.38%。本文提出的方法可以极大地提高主轴的疲劳性能优化效率,对同类结构疲劳优化及轻量化有一定的指导意义。

摘要：本文针对某大兆瓦海上风力发电机组主机架,在考虑强度约束条件的情况下,采用基于固体各向同性材料惩罚模型(SIMP)的拓扑优化方法,首先开展质量最小化设计,并进一步针对壁厚尺寸约束、制造工艺约束实现了对优化模型的几何重构。相比主机架的原始模型,重构模型具有更优的传力路径,可实现减重5.0吨,可设计域减重比为25.4%,材料用量由4.4t/MW降低为3.9t/MW。该优化设计思路改善了传统经验设计方法的局限性,大大提升了设计空间。

摘要：半直驱风力发电机具有中速永磁的特点,与成熟的直驱永磁发电机相比,在转速、频率、结构、永磁固定方式、冷却方式及通风结构都存在很大不同。它兼顾了直驱的可靠、高效和双馈的低成本、小体积等优势,在近年风电整机价格的持续走低的背景下,有了较快的发展和提升。半直驱风力发电机电磁激振谐响应分析因为具有多学科耦合、建模复杂等特点,研究难度较高。本文通过对大兆瓦等级中速永磁风力发电机的设计研究,形成了电磁激励载荷的分析与提取、机电耦合分析模型的简化与建立、谐响应分析、真机试验测试对比等一整套方法,系统解决了电磁激振谐响应分析的难题。

摘要：螺栓连接系统界面间的接触状态是衡量其工作状态和密封性能的重要指标。由于受到较强接触非线性和过多耦合变量的影响,接触应力分布的实时预测依然是一个难题。借助机器学习的方法,将复杂的螺栓连接问题封装在后台运算里,最终呈现出一个简单的能够实时预测接触应力分布的前台操作。