冯消冰
,
孙树立
合成材料老化与应用
近年来,遗传算法发展成为一种比较普及的优化算法,遗传算法的主要特点是:稳定性好、通用性强、全局收敛性较优.在本篇论文中,比较详细地描述了遗传算法的优化机理,而且在大型风机复合材料叶片的梁帽与腹板的强度优化设计中应用了遗传算法的优化机理.考虑到层压板的结构参数具有离散型特征,所以在复合材料层压板结构优化设计中应用遗传算法时,适宜地提出了整数编码策略,使用整数编码策略来进行复合材料层压结构的遗传算法优化设计.所谓整数编码,即复合材料层压结构的参数用整数来表征.使用整数编码策略的主要优点有:直观、方便、遗传算法的交叉、变异操作比较容易地进行.在此之外,还构造了适应度函数以用于遗传算法,最终达到了叶片梁帽和腹板结构强度优化的目标.本论文展示了基于遗传算法的大型风机复合材料叶片梁帽与腹板的强度优化设计的诸多优势.想要进行强度优化设计,首先要深入理解力学原理,同时也要掌握数值计算方法.在深入了解单层复合材料与叠层复合材料的弹性理论基础,以及在仔细研究改进的遗传算法优化理论基础之上,设定了一定的铺层规则,仅将工程中常用的四种角度作为限定的铺层角度,应用遗传算法对2MW风机复合材料叶片的梁帽和腹板进行了强度优化设计.本文的最后计算结果表明,由于遗传算法在处理离散型问题方面的特有优势,故在2MW风机叶片的梁帽和腹板的强度优化设计中,使用遗传算法进行强度优化设计是可行和可信的.
关键词:
层压板
,
铺层设计
,
遗传算法
,
叶片
,
梁帽
,
腹板
,
强度优化设计
冯消冰
,
孙树立
,
周甜
合成材料老化与应用
复合材料是一种比强度和比模量均较高的材料，通过铺层角的优化设计，在一定范围内还可以改变其性能，提高其承载能力。复合材料已在大型风机叶片结构设计中获得成功应用。叶片是风力机受力最为复杂的部件，也是最重要的部件之一。风力机想要获得较高的风能利用系数和较大的经济效益，其基础就是设计良好的叶片。近年从全球风力发电的现状和趋势来看，风电装机容量逐年上升，其根本原因就在于风力发电所具有的环保性和可再生性，因此风力发电还有巨大的发展空间。本文结合叶片的工作特性对某大型风机复合材料叶片进行了有限元分析，为保证风机叶片结构设计的可靠性及经济性提供了依据。
关键词:
有限元分析
,
风力发电机
,
叶片
,
复合材料
