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基于APDL語言的風電齒輪箱的行星架拓撲優化

2010-04-13 來源:風電資訊 瀏覽數:2947



     *SET,d1,1.2                      !*定義變量d1=1.2mm
    CYLIND,d1/2,,-b1/2,b1/2,0,360,   !*建立直徑為d1,高度為b1的圓柱體
    VADD,P51X                        !*體相加
    ET,1,SOLID92                     !*定義實體單元類型為SOLID92
    MPDATA,EX,1,,1.6e11              !* 定義楊氏模量為1.6e11Pa
  5 施加邊界條件
  針對行星架實際工況以及其具體結構,約束加在零件最左端的圓柱環面上,又因為是靜力分析,所以可以認為行星架的瞬間是固定不動的,所以施加全約束[5]。
  載荷主要包括:①首先施加重力于整體;②與三個行星輪軸實現裝配的六個通孔的內表面:受到切向力,通過計算其值大小為736876N(如圖5)。
  力和位移邊界條件施加結果如圖4所示。

    6 拓撲優化設置
    拓撲優化的基本步驟:
    1)定義結構問題;
    2)定義單元類型;
    3)指定優化和不優化的區域;
    4)定義并控制載荷工況或者頻率提取;
    5)定義并控制優化過程;
    6)查看拓撲優化的結果。 本部分工作APDL語句及其解釋如下:
    TOCOMP,MCOMP,SING,1!*定義拓撲優化的單柔度函數
    TOVAR,MCOMP,OBJ!*定義MCOMP作為拓撲目標
    TOVAR,VOLUME,CON,,50!*定義要省去材料的百分比為50%
    TOTYPE,OC!*指定求解方法,優化準則法
    TODEF,0.0001,!*定義收斂容差
    TOLOOP,12,0!*定義最大迭代次數12
    FINISH
    TOPLOT!* 查看優化設計結果
    7 結果后處理
    拓撲優化模塊中有三種方法顯示結果: 1)通過列表來顯示拓撲迭代過程; 2)用圖形來顯示拓撲迭代過程;3)通過軟件用實體上不同的顏色來表示拓撲優化的結果。圖6是行星架拓撲優化密度云圖,圖中藍色區域表示可以被去掉。這樣就得到了優化結果。圖8為目標函數歷程曲線。

【延伸閱讀】

閱讀上文 >> 風力發電機塔架制造過程中出現的問題及解決辦法
閱讀下文 >> 用于控制現代風力渦輪機的電流傳感器

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