风力发电机组轴承座优化设计方法、存储介质及轴承座技术

本发明专利技术公开了一种风力发电机组轴承座优化设计方法、存储介质及轴承座，包括构建轴承座的几何模型，根据几何模型构建轴承座的有限元模型进行拓扑优化，并根据拓扑优化结果重构轴承座的拓扑优化模型，对拓扑优化模型进行网格划分，得到轴承座网格模型，在轴承座网格模型中创建多个变形区域，并将每个变形区域参数化，在每个变形区域中构建多个样本点，并确定控制参数范围内每个样本点对应的各项变形控制参数，根据对应的各项变形控制参数逐一对每个样本点进行网格变形，并对每次变形得到的轴承座网格模型构建有限元模型进行有限元分析，根据每次有限元分析得到的分析结果确定多个最优样本点，通过所有最优样本点重构轴承座的优化设计模型。优化设计模型。优化设计模型。

【技术实现步骤摘要】
风力发电机组轴承座优化设计方法、存储介质及轴承座


[0001]本专利技术涉及使用有限元方法计算机辅助设计
，具体涉及一种风力发电机组轴承座优化设计方法、存储介质及轴承座。

技术介绍

[0002]轴承座是风力发电机组中非常重要的零部件之一，主要用于安装、固定主轴承。目前风电机组的降本成为主机厂商亟待解决的问题，对风电机组结构件进行轻量化设计成为一种切实可行的方法。传统的轴承座设计主要基于经验进行设计，迭代时间较长，产品设计周期不可控。设计过程中难免存在自重大、构型不合理等一系列问题。同时，应对较多的机组产品开发以及降本需求，需要投入大量人力资源。因此，为了满足大兆瓦机组重量轻、效率高的要求，亟需缩短设计周期实现产品轻量化的设计方法。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的不足，本专利技术提出一种风力发电机组轴承座优化设计方法、存储介质及轴承座。
[0004]第一方面，提供了一种风力发电机组轴承座优化设计方法，其特征在于，包括：
[0005]构建轴承座的几何模型；
[0006]根据几何模型构建所述轴承座的有限元模型进行拓扑优化，并根据拓扑优化结果重构所述轴承座的拓扑优化模型；
[0007]对所述拓扑优化模型进行网格划分，得到轴承座网格模型；
[0008]在所述轴承座网格模型中创建多个变形区域，并将每个变形区域参数化；
[0009]在每个变形区域中构建多个样本点，并确定控制参数范围内每个样本点对应的各项变形控制参数；
[0010]逐一根据对应的各项变形控制参数对样本点进行网格变形，并对变形得到的轴承座网格模型构建有限元模型进行有限元分析；
[0011]根据所有样本点对应的所有分析结果确定多个最优样本点，并通过所有最优样本点重构所述轴承座的优化设计模型；
[0012]基于优化设计模型构建有限元模型进行验证，响应于验证结果未满足性能要求，对所述优化设计模型进行调整，直至所述验证结果满足性能要求，得到轴承座的轻量化设计模型。
[0013]结合第一方面，在第一方面的第一种可实现方式中，采用优化拉丁方试验设计方法在所述变形区域中构建多个样本点。
[0014]结合第一方面，在第一方面的第二种可实现方式中，采用实验设计的方法确定每个样本点对应的各项变形控制参数。
[0015]结合第一方面，在第一方面的第三种可实现方式中，所述根据每次有限元分析得到的分析结果确定多个最优样本点包括：
[0016]从各个样本点对应的所有分析结果中筛选出满足目标条件的分析结果；
[0017]确定筛选出的分析结果对应的变形控制参数；
[0018]根据变形控制参数确定各个样本点对于轴承座的影响因子；
[0019]通过影响因子从所有样本点中筛选出最优样本点；
[0020]结合第一方面的第三种可实现方式，在第一方面的第四种可实现方式中，所述目标条件为应力值最大且满足轴承座性能要求。
[0021]结合第一方面的第三种可实现方式，在第一方面的第五种可实现方式中，采用试验设计的方法确定样本点对应的各项变形控制参数对应的影响因子。
[0022]结合第一方面，在第一方面的第六种可实现方式中，还包括对每次变形后的网格进行光顺处理。
[0023]第二方面，提供了一种存储介质，存储有计算机程序，该计算机程序运行时，执行第一方面、第一方面的第一至六种可实现方式中的任意一种的风力发电机组轴承座优化设计方法。
[0024]第三方面，提供了一种风力发电机组轴承座，该轴承座采用第一方面、第一方面的第一至六种可实现方式中的任意一种的风力发电机组轴承座优化设计方法进行设计，包括座体，座体两侧对称设置有安装凸台，以及对称设置有多个减重圆孔，该减重圆孔的直径为500mm。
[0025]结合第三方面，在第三方面的第一种可实现方式中，所述座体上还设置有减重方孔，该减重方孔设置有所述座体两侧的安装凸台之间，所述减重方孔宽度为626mm，长度1474mm。
[0026]有益效果：采用本专利技术的风力发电机组轴承座优化设计方法、存储介质及轴承座，通过有限元计算
‑
拓扑优化
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参数优化
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几何重构的思路轻量化设计轴承座，能够缩短设计时间，减少设计成本。设计出的轴承座重量轻，实现了轴承座轻量化的目的。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
[0028]图1为本专利技术一实施例提供的设计方法的流程图；
[0029]图2为筛选最优样本点的流程图；
[0030]图3为轴承座的几何模型示意图；
[0031]图4为轴承座的拓扑优化模型示意图；
[0032]图5为轴承座网格模型示意图；
[0033]图6为样本点组的分布区域示意图；
[0034]图7为轴承座的轻量化设计模型结构示意图；
[0035]附图标记：
[0036]1‑
前轴承座安装部，2
‑
后轴承座安装部，3
‑
安装凸台，4
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轴承座安装部，5
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安装缺口，6
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减重圆孔，7
‑
减重方孔。
具体实施方式
[0037]下面将结合附图对本专利技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0038]如图1所示的风力发电机组轴承座优化设计方法的流程，该设计方法包括：
[0039]步骤1、构建轴承座的几何模型；
[0040]步骤2、根据几何模型构建所述轴承座的有限元模型进行拓扑优化，并根据拓扑优化结果重构所述轴承座的拓扑优化模型；
[0041]步骤3、对所述拓扑优化模型进行网格划分，得到轴承座网格模型；
[0042]步骤4、在所述轴承座网格模型中创建多个变形区域，并将每个变形区域参数化；
[0043]步骤5、在每个变形区域中构建多个样本点，并确定控制参数范围内每个样本点对应的各项变形控制参数；
[0044]步骤6、逐一根据对应的各项变形控制参数对样本点进行网格变形，并对变形得到的轴承座网格模型构建有限元模型进行有限元分析；
[0045]步骤7、根据所有样本点对应的所有分析结果确定多个最优样本点，并通过所有最优样本点重构所述轴承座的优化设计模型；
[0046]步骤8、基于优化设计模型构建有限元模型进行验证，响应于验证结果未满足性能要求，对所述优化设计模型进行调整，直至所述验证结果满足性能要求，得到轴承座的轻量化设计模型。
[0047]具体而言：
[0048]首先，可以先根据轴承座的结构特征构建轴承座的几何模型，在构建轴承座的几何模型过程中，为了避免应力奇本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组轴承座优化设计方法，其特征在于，包括：构建轴承座的几何模型；根据几何模型构建所述轴承座的有限元模型进行拓扑优化，并根据拓扑优化结果重构所述轴承座的拓扑优化模型；对所述拓扑优化模型进行网格划分，得到轴承座网格模型；在所述轴承座网格模型中创建多个变形区域，并将每个变形区域参数化；在每个变形区域中构建多个样本点，并确定控制参数范围内每个样本点对应的各项变形控制参数；逐一根据对应的各项变形控制参数对样本点进行网格变形，并对变形得到的轴承座网格模型构建有限元模型进行有限元分析；根据所有样本点对应的所有分析结果确定多个最优样本点，并通过所有最优样本点重构所述轴承座的优化设计模型；基于优化设计模型构建有限元模型进行验证，响应于验证结果未满足性能要求，对所述优化设计模型进行调整，直至所述验证结果满足性能要求，得到轴承座的轻量化设计模型。2.根据权利要求1所述的风力发电机组轴承座优化设计方法，其特征在于，采用优化拉丁方试验设计方法在所述变形区域中构建多个样本点。3.根据权利要求1所述的风力发电机组轴承座优化设计方法，其特征在于，采用实验设计的方法确定每个样本点对应的各项变形控制参数。4.根据权利要求1所述的风力发电机组轴承座优化设计方法，其特征在于，所述根据每次有限元分析得到的分析结果确定多个最优样本点包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金增，韩佳，杨微，江鹏，付仟仟，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团海装风电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：