[发明专利]风力发电机组主机架的拓扑优化设计方法

权利要求书

1.一种风力发电机组主机架的拓扑优化设计方法，其特征在于，包括：

建立主机架的拓扑优化模型，并对拓扑优化模型的设计变量区域进行拓扑优化；

基于拓扑优化结果，根据制造工艺需求和装配工艺需求建立主机架的二次拓扑优化模型，并对二次拓扑优化模型的设计变量区域进行拓扑优化，定义应变能最小化为拓扑优化的目标函数，定义主机架体积为原模型体积的10％～30％为拓扑优化的第一约束条件，定义主机架左右对称为拓扑优化的第二约束条件，定义所述设计变量区域为设计变量；

通过有限元分析方法验证二次拓扑优化模型在极限工况和疲劳工况是否满足设计要求，当不满足设计要求时，重新进行拓扑优化设计。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组主机架的拓扑优化设计方法，其特征在于，所述建立主机架的拓扑优化模型包括：

构建风力发电机组的有限元模型，得到所述主机架的拓扑优化模型；

通过有限元分析验证所述拓扑优化模型的可行性，若验证未通过，则重新建立所述拓扑优化模型。

3.根据权利要求2所述的风力发电机组主机架的拓扑优化设计方法，其特征在于，所述构建风力发电机组的有限元模型包括：

根据风力发电机组主机架的功能需求模块建立所述主机架的前期拓扑模型；

基于前期拓扑模型，根据风力发电机组组成构件，采用完全建模方法构建所述风力发电机组的结构模型；

对所述结构模型的部分部件进行简化或去除处理，得到简化模型；

对简化模型进行网格划分，得到所述风力发电机组的有限元模型。

4.根据权利要求1所述的风力发电机组主机架的拓扑优化设计方法，其特征在于，根据GL标准或者IEC标准确定所述主机架的极限工况作为拓扑优化的载荷工况。

5.根据权利要求1所述的风力发电机组主机架的拓扑优化设计方法，其特征在于，所述基于拓扑优化结果，根据制造工艺需求和装配工艺需求建立主机架的二次拓扑优化模型，包括：

将通过拓扑优化得到的主机架的节点单元模型转化为边界连续实体模型；

根据边界连续实体模型构建所述主机架的初步结构模型；

基于所述初步结构模型，根据制造工艺需求和装配工艺需求建立所述主机架的二次拓扑优化模型。

6.根据权利要求1所述的风力发电机组主机架的拓扑优化设计方法，其特征在于，所述通过有限元分析方法验证二次拓扑优化模型在极限工况和疲劳工况是否满足设计要求包括：

将二次拓扑优化模型通过拓扑优化得到的主机架的节点模型转化为实体模型；

根据实体模型构建所述主机架的整体结构模型；

基于整体结构模型，根据风力发电机组组成构件构建所述风力发电机组的优化结构有限元模型；

通过疲劳工况和极限工况对优化结构有限元模型进行验证，若验证未通过，则重新进行拓扑优化设计，反之，则确定所述整体结构模型为所述主机架的最优三维结构模型。

7.一种存储介质，其特征在于，存储有计算机程序，该计算机程序运行时执行如权利要求1-6任一所述的风力发电机组主机架的拓扑优化设计方法。