程 耿 東, 徐 向 東, 劉 曉 峰
( 1.大連理工大學(xué) 工業(yè)裝備結(jié)構(gòu)分析國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 遼寧 大連 116024;2.北京金風(fēng)科創(chuàng)風(fēng)電設(shè)備有限公司, 北京 100176 )
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基于頻率控制的多約束風(fēng)電塔優(yōu)化方法
程 耿 東*1, 徐 向 東1, 劉 曉 峰2
( 1.大連理工大學(xué) 工業(yè)裝備結(jié)構(gòu)分析國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 遼寧 大連 116024;2.北京金風(fēng)科創(chuàng)風(fēng)電設(shè)備有限公司, 北京 100176 )
提出了基于頻率控制的多約束單管型風(fēng)電塔優(yōu)化方法.塔架簡(jiǎn)化成懸臂梁結(jié)構(gòu),其橫截面參數(shù)作為設(shè)計(jì)變量,以最小化材料體積為目標(biāo)函數(shù),按照將塔架設(shè)計(jì)成剛-剛或剛-柔或柔-柔不同類(lèi)型的要求設(shè)定塔架的固有頻率約束,采用專業(yè)軟件Bladed計(jì)算風(fēng)荷載,按照風(fēng)電塔規(guī)范考慮強(qiáng)度、穩(wěn)定性和疲勞等約束,這使得優(yōu)化結(jié)構(gòu)更符合實(shí)際設(shè)計(jì).考慮到采用Bladed荷載計(jì)算工作量很大,整個(gè)優(yōu)化過(guò)程分為幾個(gè)階段,在每個(gè)階段的開(kāi)始,以前一個(gè)階段的優(yōu)化設(shè)計(jì)作為初始設(shè)計(jì),并重新計(jì)算結(jié)構(gòu)荷載,在該階段內(nèi)于固定荷載下用移動(dòng)漸近線法(MMA)求解優(yōu)化問(wèn)題改進(jìn)設(shè)計(jì),所需的固有頻率、強(qiáng)度及疲勞約束靈敏度采用解析法獲得.對(duì)一現(xiàn)有塔架進(jìn)行優(yōu)化以說(shuō)明方法的有效性.根據(jù)塔架固有頻率和風(fēng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系,發(fā)展了高風(fēng)電塔的分類(lèi).在此基礎(chǔ)上,結(jié)合提出的優(yōu)化方法,可以幫助設(shè)計(jì)者判定在指定高度和機(jī)型下哪種類(lèi)型塔架更合適,為塔架概念設(shè)計(jì)提供有價(jià)值的參考.
風(fēng)電塔;優(yōu)化設(shè)計(jì);多約束
隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,能源危機(jī)和環(huán)……