[發明專利]風力發電機組軸承座的輕量化設計方法及其軸承座

有效

• 申請號: 202110382606.6
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN112949004B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 皮春琳;江鵬;韓佳;宮偉;楊微
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團海裝風電股份有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/23;G06F111/04;G06F119/14
• 代理公司: 重慶鼎慧峰合知識產權代理事務所(普通合伙) 50236
• 代理人: 劉立烈

1.一種風力發電機組軸承座的輕量化設計方法，其特征在于，包括：

構造軸承座的幾何模型，并基于幾何模型構建軸承座的有限元模型進行拓撲優化，得到軸承座的拓撲優化模型，并確定該拓撲優化模型中的應力集中區域；

對所述拓撲優化模型中的應力集中區域對應的區域范圍進行形狀優化，得到軸承座的優化結構模型，對所述拓撲優化模型中的應力集中區域進行形狀優化，包括：

在所述拓撲優化模型的應力集中區域對應的區域范圍內設定設計節點組和設計節點對應的網格平滑節點組，構建用于形狀優化的有限元模型；

對用于形狀優化的有限元模型進行有限元分析，根據分析結果對設計節點對應的網格平滑節點組進行光順處理并構建形狀優化幾何模型；

根據形狀優化幾何模型構建有限元校核模型進行校核，響應于形狀優化幾何模型未滿足軸承座性能要求，根據校核結果調整所述區域范圍的形狀并重新進行驗證，直至形狀優化幾何模型滿足軸承座性能要求；

根據最終的形狀優化幾何模型構建所述軸承座的優化結構模型。

2.根據權利要求1所述的風力發電機組軸承座的輕量化設計方法，其特征在于，構造軸承座的幾何模型，并基于幾何模型構建軸承座的有限元模型進行拓撲優化，包括：

構建軸承座的幾何模型；

基于所述幾何模型構建有限元模型進行拓撲優化，根據拓撲優化結果構建所述軸承座的拓撲優化幾何模型；

根據拓撲優化幾何模型構建有限元驗證模型，并根據軸承座性能要求對有限元驗證模型進行驗證，響應于拓撲優化幾何模型未滿足軸承座性能要求，根據驗證結果調整拓撲優化幾何模型并重新進行驗證，直至拓撲優化幾何模型滿足軸承座性能要求；

根據最終的驗證結果確定所述拓撲優化模型和應力集中區域。

3.根據權利要求2所述的風力發電機組軸承座的輕量化設計方法，其特征在于，對所述幾何模型進行拓撲優化的目標函數為各工況下軸承座最大應變能值最小，約束條件為軸承座體積等于初始體積的35%。

4.一種存儲介質，存儲有計算機程序，其特征在于：該計算機程序運行時，執行如權利要求1-3任一所述的風力發電機組軸承座的輕量化設計方法。

5.一種風力發電機組軸承座，采用如權利要求1-3任一所述的風力發電機組軸承座的輕量化設計方法進行設計，其特征在于，包括：

軸承座主體；

兩個連接部，分別對稱設置在所述軸承座主體的兩側，且連接部上開設有多個螺栓孔；

兩個減重槽，分別對稱分布在兩個所述連接部之間的軸承座主體的兩側。

6.根據權利要求5所述的風力發電機組軸承座，其特征在于，所述減重槽的槽壁上開設有減重孔，兩個減重槽中的減重孔對稱設置。

7.根據權利要求6所述的風力發電機組軸承座，其特征在于，所述減重孔為橢圓孔。

8.根據權利要求5所述的風力發電機組軸承座，其特征在于，所述軸承座主體上還設置有減重凹槽。