国家自然科学基金(51075365)
- 作品数：11 被引量：71H指数：6
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- 相关机构：浙江工业大学浙江机电职业技术学院更多>>
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- 相关领域：机械工程动力工程及工程热物理电气工程自动化与计算机技术更多>>
- 基于试验设计法的风机叶片铺层结构分析及优化被引量：14
- 2012年
- 为了研究分析铺层结构对风力发电机叶片强度的影响,建立了叶片有限元模型,计算获得了各个铺层方案下某型号叶片的强度指标值,最后,基于实验设计法对叶片铺层结构进行了优化设计。分析结果表明:±45°单层纤维铺层对叶片强度的影响要大于0°单层纤维铺层;这两类铺层对强度的影响存在耦合作用;基于试验设计方法优化设计获得的铺层结构能满足强度要求。
- 谢少军潘柏松陈栋栋张兆鑫
- 关键词：风力发电机
- 风力机概念设计阶段塔架结构的可靠性设计被引量：2
- 2012年
- 为解决风力机设计过程中研发周期长、潜在隐患多、风险大、成本高等问题,将概念设计可靠性设计方法运用到风力机塔架设计中。在概念设计阶段,通过概算的方法建立了塔架的可靠性数学模型,对其进行了受力分析、失效模式分析,并进行了参数化优化;以风力机塔架总体积以及塔架装机成本最小化为设计目标,在风力机塔架可靠性优化设计模型上对某型号1.5 MW风力机塔架进行了评价。研究结果表明,通过采用可靠性设计优化方法,一方面可以在保证塔架强度、刚度、稳定性基本不受影响的情况下,减小风力机塔架的壁厚,从而缩减塔架的总体积,在一定程度上减少塔架的成本;另一方面,塔架成本随着塔架下端外径的增加而降低。
- 张人杰沈青青罗万兴
- 关键词：概念设计
- 随机变量和非独立区间变量下的可靠性序列迭代算法被引量：7
- 2015年
- 针对机械系统中输入变量存在随机变量和区间变量混合的情况,考虑区间变量的非独立性,提出高效混合可靠性分析方法。区间变量使可靠性分析问题变为双层优化问题。为降低双层优化和非独立区间变量对可靠性计算效率的影响,提出了高效序列迭代计算策略,基于椭球模型描述的非独立区间变量,提出将非独立区间变量转换为独立区间变量的方法,并利用二次泰勒近似方法,将区间分析问题转换为易求解的二次规划问题。算例结果表明,所提出的可靠性序列迭代算法具有较高的计算效率和精度;可靠性分析结果受区间变量独立性假设的影响,区间变量独立可导致较保守的可靠性分析结果。
- 潘柏松谢少军Du Xiaoping梁利华
- 关键词：可靠性分析
- 基于不同厚度兆瓦级风力机叶片动态特性研究被引量：2
- 2013年
- 针对基于风能成本得到兆瓦级风力机不同厚度叶片的动态特性问题,考虑离心动力刚化、风剪切耦合影响,利用ANSYS软件对三种叶片模型进行动态特性分析.比较不同厚度叶片在常运行风速U0=10m/s时的动态响应情况.研究表明,离心动力刚化对不同厚度叶片固有频率产生较大影响;在低阶情况下,随着叶片厚度增加,其同阶固有频率增加;不同厚度叶片在同阶固有频率附近处位移响应振幅不同.风力机叶片动态特性的研究为工程人员合理设计不同厚度的叶片结构提供了一定的理论依据.
- 潘柏松陈栋栋韩斌强华
- 关键词：厚度
- 铺层纤维方向对风力机叶片强度的影响分析被引量：8
- 2014年
- 利用复合材料有限元法和Tsai-Wu强度理论,研究铺层纤维方向对叶片3个不同结构区域叶根、翼型过渡区域和翼型区域强度性能的影响。结果表明铺层纤维方向对3个区域的强度性能影响具有明显差异性:0°铺层纤维方向在靠近叶根端部和叶片外区域处具有最优强度性能;45°铺层纤维方向在几何突变附近区域表现出最优强度性能。经分析表明差异性主要是由于不同区域的面内应力分量特性导致的,该结论的正确性由弯曲正应力的理论解和数值解的对比获得验证。同时铺层纤维方向对叶片强度最危险区域——叶根几何突变处的受压和受拉面的强度性能影响同样表现出差异性。
- 梁利华谢少军潘柏松
- 关键词：有限元法风力发电机叶片
- 风机叶片叶根复合材料铺层强度特性研究被引量：14
- 2012年
- 利用复合材料有限元法,结合Tsai-Wu强度准则,针对某一型号叶片的叶根铺层强度特性进行分析研究。研究表明,叶根处基于有限元法的Tsai-Wu强度指标值与基于欧拉伯努利梁理论铺层设计方法所得的结果偏差较大。叶片的叶根截面变形不满足平面假设,欧拉伯努利梁理论和有限元模型预测的弯曲正应力在叶根处相差30%以上,且面内其他应力分量切应力和横向正应力对铺层强度均有一定影响。基于对比,详细分析了欧拉伯努利梁理论铺层设计方法在叶根处不适用的原因,从而为叶根新铺层设计方法研究提供依据。
- 潘柏松谢少军梁利华
- 关键词：风力机叶片
- 基于CFD法的小型风机非扭曲叶片气动性能分析被引量：11
- 2013年
- 为了研究小型风机非扭曲叶片气动性能,建立了叶片外流域CFD数值模型,在叶片气动外形和来流风速一定的情况下,研究了叶尖速比和安装角对风能利用系数的影响。利用修正的叶素动量理论验证了该数值模型的正确性,计算结果表明:叶尖速比对叶片风能利用系数的影响非常明显,小型风机的最优叶尖速比大约为8～9;安装角通过影响叶片下表面的流线分离点位置,进而影响整个叶片的气动性能;位于叶片长度75%附近的截面微段对叶片气动性能贡献较大。
- 张兆鑫赵元虎徐奔驰
- 关键词：风机CFD气动性能
- 多轴数控专用机床床身动态特性的可靠性优化研究被引量：7
- 2014年
- 针对多轴数控专用机床床身重量大、成本高的问题,将可靠性优化方法应用到床身的优化中。研究了床身的动态特性,集成Pro/E、ANSYS和Isight建立了可靠性优化的响应面近似数学模型,分析了设计变量对床身动态特性的影响;将床身重量最轻作为优化目标,以床身动态特性的可靠度为性能约束,采用多岛遗传算法对床身的壁厚、加强筋的厚度和数量进行了可靠性优化设计。研究结果表明,优化后的床身重量减小15.23%,动态特性的可靠度由99.971%提高到99.999 99%。
- 展晓珺蒋立正潘柏松
- 关键词：床身动态特性ISIGHT
- 大型风力机叶片的耦合优化方法被引量：3
- 2012年
- 为了降低兆瓦级风力机叶片的制造成本,通过耦合叶素动量理论与复合材料欧拉伯努利梁强度设计理论,综合考虑风能效率和成本,以叶片的风能效率成本最小化为优化目标,提出了大型风力发电机叶片的多学科优化设计方法。并基于该方法,对某50 m风力机叶片进行了优化设计。研究结果表明,该方法能够找到风能效率与成本的平衡设计点,叶片风能效率成本比传统设计方法设计的叶片减少了8.84%。
- 刘伟江潘柏松陈栋栋
- 关键词：风力机叶片
- 5R装夹机械臂几何参数优化设计被引量：5
- 2014年
- 工作空间是衡量关节式工业机器人工作能力一个重要性能指标,主要由机器人手臂几何参数确定(连杆长度和关节转角范围).将工作空间的截面分为主截面和副截面,给出了主截面的其中一种基本形状.通过分析机械臂手臂连杆长度对工作间所包围长方体能力的影响,给出确定任务路径的最小包容长方体原则.结合装夹机械臂的应用需求,提出一种以材料最省和主截面面积最小为优化目标、以包围目标任务的最小包容长方体为约束的机械臂手臂几何参数的优化方法;采用线性加权法,基于Matlab优化工具箱的约束非线性规划函数命令fmincon,求解机械臂手臂几何参数的多目标非线性规划问题.
- 梁利华强华郑暾
- 关键词：工作空间分析
