海上风机导管架基础多载荷激励特征及结构优化研究

【作者】 刘夺； 田晓洁； 刘贵杰； 谢迎春； 王泓晖；

【机构】 中国海洋大学；

【摘要】 针对海上风机典型导管架基础结构的优化设计,提出一种基于疲劳破坏度约束拓扑优化的设计方法。首先,通过悬臂梁案例对比了以最小柔顺度为目标的拓扑优化与基于疲劳破坏度约束的拓扑优化的结果特点,验证了以疲劳破坏度作为约束进行拓扑优化的可行性。以风机导管架基础支撑结构为研究对象,在确定的优化域上施加风机所受随机动载荷,以体积最小化为目标,在满足疲劳破坏度约束的前提下开展拓扑优化研究。对拓扑优化后产生的桁架结构进行重构,在满足应力、位移、频率以及稳定性等约束条件下,开展模型的形状和尺寸联合优化,以确定模型各构件的最终形状和尺寸。模型重构后支撑结构部分的体积减少14.58%,从而达到轻量化的设计目的。更多还原