垂直軸水輪機(jī)旋臂的結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、中國(guó)海洋資源豐富，如果可以將海洋能源這類可再生能源利用起來，將會(huì)有無限大的潛力。其中垂直軸水輪機(jī)利用潮汐現(xiàn)象，被廣泛使用。其中旋臂結(jié)構(gòu)作為擁有連接葉片和主軸并且傳遞荷載的功能，可以通過優(yōu)化其結(jié)構(gòu)尺寸，使得其在保障足夠強(qiáng)度的前提下更加的輕質(zhì)，提高水輪機(jī)的能量利用轉(zhuǎn)化率。
　　本文主要根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)際旋臂結(jié)構(gòu)尺寸，運(yùn)用ANSYS軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模，對(duì)關(guān)鍵部位的網(wǎng)格密集化處理，運(yùn)用Fortran語言和Morison方程求解旋臂結(jié)構(gòu)所受荷載隨

2、時(shí)間的變化曲線，運(yùn)用優(yōu)化工具DesignXplorer對(duì)旋臂結(jié)構(gòu)的壁厚尺寸進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)優(yōu)化后的數(shù)據(jù)，最后選擇符合規(guī)范要求的尺寸規(guī)格重新建模。對(duì)新模型再進(jìn)行靜力學(xué)分析，得到結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布圖以及位移變化分布圖，分析優(yōu)化后結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)化程度。
　　對(duì)優(yōu)化后模型進(jìn)行模態(tài)分析，得到十階振型及頻率，分析各階振型下的變形規(guī)律以及判斷是否會(huì)和水介質(zhì)發(fā)生共振現(xiàn)象。再在該模型上施加一周期內(nèi)隨時(shí)間變化的荷載，進(jìn)行動(dòng)力學(xué)響應(yīng)分析，得到最大應(yīng)力值以及最大節(jié)點(diǎn)