【摘要】：隨著能源危機和環(huán)境惡化問題日益嚴重,利用風能進行電力供應得到了廣泛應用。作為風力發(fā)電機制動系統(tǒng)關鍵部件,制動盤以及制動鉗體對制動器的制動效能有顯著影響。本文針對大兆瓦風電盤式制動器制動鉗體、制動盤進行結構拓撲優(yōu)化設計,建立系統(tǒng)級風電制動器優(yōu)化后動力學虛擬樣機,再通過虛擬樣機對不同制動參數(shù)下制動器制動能力進行分析,具體的研究內容及結果如下:(1)分析大兆瓦風電制動器制動鉗在實際工況下的受力以及約束狀況,針對現(xiàn)有制動鉗結構建立制動鉗靜剛度有限元模型,以制動鉗體在實際工況下產生的最大應變能最小為優(yōu)化目標建立制動鉗體結構拓撲優(yōu)化設計數(shù)學模型,得到優(yōu)化后的制動鉗體最大等效應力減小了 47.59%,最大變形量減小了 49.68%。(2)有限元技術本質上是一種將連續(xù)實體在空間離散化后再進行分析的技術,受此啟發(fā),本文提出一種等效動態(tài)移動載荷靜態(tài)轉化的方法,對制動盤在動態(tài)工況條件下的受力以及約束進行等效,以最大應變能最小為優(yōu)化目標對制動盤結構進行拓撲優(yōu)化設計,最終得到重構的制動盤重量減輕了 57.95%。(3)考慮在真實制動過程中制動鉗體以及制動盤受到復雜的工況影響,搭建大兆瓦風電制動器動力學虛擬樣機模型,通過對比得知重構制動盤最大等效應力值減小了78.24%。后通過虛擬樣機對不同制動力、動摩擦系數(shù)、初始轉速下制動器的制動效能進行對比分析,給出三種制動參數(shù)選取的合理建議。本文的研究對大兆瓦風電盤式制動器鉗體的輕量化設計以及制動盤的動態(tài)特性優(yōu)化提供了一種可行的方法,同時這種以優(yōu)化-重構-驗證的結構改進方式也得到了豐富和發(fā)展,為今后相似的連續(xù)體結構系統(tǒng)級拓撲優(yōu)化設計研究提供重要的理論依據及應用價值。
【學位授予單位】：大連交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM315
【圖文】：

隨著世界人口數(shù)量的不斷增長，地球所蘊含資源被消耗的速度不斷提升，人類賴以逡逑生存的環(huán)境由于資源被過度開采而不斷惡化。為遏制能源危機以及環(huán)境惡化問題，世界逡逑各國均加大力度積極研[偪⑿灤吐躺褰嗄茉礎Ｈ繽跡保彼荊魑躺稍偕茉村義狹煊蛑屑際踝鍆晟頻姆⒌綬絞街唬縋芊⒌緹哂屑叩拇蠊婺Ｓτ每⑶熬�，永@湓阱義嚇訪賴厙�，其新札b緄繾盎萘拷昀錘咚僭齔�，成为烬e斡諦略鎏烊黃⒌繾盎萘垮義系吶訪賴詼笮略齜⒌縋茉礎８葜泄試醋酆俠瞇崢稍偕茉醋ㄒ滴被岱⒉嫉膩義獻柿舷允荊泄緄繢奐譜盎萘孔裕玻埃保蹦昶鴣矯攔�，连续Ｙ�甌３侄墻緄諞唬郟�，２１。辶x戲繃衫鬧泄弒訃涑渥愕暮Ｂ椒縋蘢試�，且臍んa誚ㄉ璺⒄茍猿渥愕緦Φ鈉惹繡義閑棖蠖嘉詵緄縭諧〈戳思玫姆⒄夠觶耙淮宦貳毖贗徑嗍曳縋蘢試村義戲岣唬毓適諧〉目占湟嗍志藪蟆ｅ義希ǎ幔┟攔危ǎ猓┲泄義賢跡保狽緦Ψ⒌縞璞稿義希疲椋紓澹保卞澹祝椋睿溴澹簦酰潁猓椋睿邋澹澹瘢酰椋穡恚澹睿翦義纖孀歐緄綺檔牟歡戲⒄棺炒�，国闹冃更多惦yд吖刈⒉⒉斡氳椒緦Ψ⑼拖喙匱芯垮義系敝

本文編號：2771234