[发明专利]风力发电机组轴承座优化设计方法、存储介质及轴承座

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及使用有限元方法计算机辅助设计技术领域，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。

背景技术

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。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明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。

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：

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。

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。

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。

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：

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；

确定筛选出的分析结果对应的变形控制参数；

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；

通过影响因子从所有样本点中筛选出最优样本点；

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。

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。