有限元方法在机舱罩结构降本优化设计上的应用

表4现行铺层结构在不同工况下的响应在现行铺层结构下，机舱罩材料的最小安全系数为154，机舱罩结构具有较大的安全裕度，可以进行相应的结构优化以充分利用材料的性能，降低生产成本。根据上述分析，15MW灌注机舱罩具有较大的安全裕度，可进行结构优化，同时根据工艺试验结果，夹芯毡层对屏蔽机舱罩外表面布纹的作用不明显，并且在无夹芯毡层的情况下，相同铺层结构仍可以完全灌透，其作为布纹屏蔽和胶衣面导流的作用基本没有体现，同时其力学性能较复合毡差，因此在优化设计时去除了夹芯毡层；另外内表面M300毡层主要作用是提高加强筋二次粘接的界面性能，在整体灌注工艺中，已避免二次粘接，因此考虑将该层M300毡调整至靠近胶衣面，用于屏蔽胶衣面布纹。对15MW机舱罩灌注结构进行了多次优化设计，形成了两种优化方案。圣言汔粉揍DONGFANGTURBINE1741灌注结构优化方案一主体采用如下铺层，翻边补强按EWFC1250进行。机舱罩壳上半M300，EWFC1250顶部BALSA木EWFC1250；机舱罩壳下半M300，EWFC1250。加强筋整体包裹EWFC1250。根据前期分析，对15MW机舱罩铺层结构进行局部加强，具体为上半齿轮箱排气罩往后750RAM宽度区域，整体增强EWFC1250；上半侧壁从通风口拐角开始550MM至1800MM区域，增强EWFC1250；下半侧壁从距C筋400MM位置至尾部、距侧壁与底面交线350MM位置，增强宽度为500MM的EWFC1250。壳体主体厚度为64MM，模型法兰厚度为98MM，加强筋厚度为134MM，前挡板等小件厚度为5MM，机舱罩最大厚度为284MM在加强筋预埋件位置。机舱罩设计厚度分布见图4。图4优化方案一机舱罩设计厚度分布在设计工况下的响应见表5。表5设计工况下优化方案一机舱罩的响应18DON汔GF鼢撒1ANGTNE分析表明，移除夹芯毡层后，在机舱罩局部进行补强，15MW灌注型机舱罩壳具有足够的强度，在设计载荷工况作用下满足强度要求，可正常工作；15MW灌注型机舱罩壳顶部具有足够的刚度，在人载作用下满足变形要求，可正常工作。42灌注结构优化方案二主体采用如下铺层，翻边补强按EWFC1250进行。机舱罩壳上半M300，EWFC1250，顶部BALSA木EWFC1250；机舱罩壳下半M300，EWFC1250。加强筋整体包裹EWFC1250。对15MW机舱罩铺层结构进行局部加强，具体为上半齿轮箱排气罩往后450MM宽度区域，使用截面为15040MM的松木进行局部增强，在其上进行EWFC1250，包裹，包裹宽度超出松木边缘300MM；上半侧壁从通风口拐角开650MM至1850MM区域，增强EWFC1250；上半侧壁C加强筋至吊车梁加强筋区域，两侧分别增强EWFC1250，；下半侧壁A、B筋之间距A筋800MM位置，增强700MM宽的EWFC1250，；下半底部从塔筒口位置往尾部700MM宽度位置，增强EWFC1250，；下半侧壁B、C筋之间距B筋800MM位置，侧壁和底部增强700MM宽的EWFC125021从C筋位置至尾部、距侧壁与底面交线350MM位置，增强宽度为700MM的EWFC1250。壳体总体设计厚度为522MM，模型法兰厚度为982MM，前挡板等小件厚度为5MM，机舱罩最大厚度598MM在顶部齿轮箱排气罩后加强筋位置。机舱罩设计厚度分布见图5。设计工况下的响应见表6。图5优化方案二机舱罩设计厚度分布表6设计载荷下优化方案二机舱罩的响应工况一工况二工况三工况四工况五分析显示，15MW灌注型机舱罩进行铺层优化后，在设计载荷作用下，设计铺层满足强度要求，可正常工作；在设计人载作用下，设计铺层基本满足变形要求，能正常工作。通过上面的分析，可得到以下结论115N灌注型机舱罩结构设计有较大的安全裕度，可通过结构优化设计提高材料利用率，降低生产成本。下转第24页，2434特定市场的CSP光热发电技术在各种特定市场里是高度有效的。中型的CSP电站可为边远地区的矿井和水泥厂等供电。小型CSP电站尤其是使用兰金有机循环或者微型汽轮机对于某区域的供电供热和冷却则很有用。CSP电站可以产生大量的工业高温热。比如美国的一家塔式电站可以产生蒸汽用于提高采油率。在更小型的电站里，聚集的太阳光可用于餐饮和制陶业。对发展中国家来说，其优势更是不言而喻使用CSP可不依赖于化石资源，可以进行生态保护，减少森林砍伐和土地的流失，在陶器烧制、餐饮等方面，可以减少空气污染及对健康的不利影响。大型CSP电站对支持海水淡化也是有效的。光热电站通常位于干旱、半干旱地区，这些区域随着人口的增加和经济的发展，对水的需求不断增加，水资源变得日益缺乏。光热电站可以从汽轮机里提取低压蒸汽对海水多效蒸馏MED。这种电站发电的同时也可产生淡水，但是发电会有影上接第18页2本文介绍的两种优化方案中，15MW灌注型机舱罩的最小安全系数为138，均满足强度要求，并具有足够的安全裕度，能正常运行。3优化方案一可降低15MW灌注型机舱罩毛坯成本73，降低总成本32；优化方案二可降低15MW灌注型机舱罩毛坯成本114，降低总成本50。4作为结构分析手段，有限元方法在产品降本设计上具有相当的优势，通过不同的分析与计算，可以方便地得到结构的最优解或次优解，减少了降本设计中的试验次数，降低了对人力物力的需求和对经验的依赖。响。经济学家研究建议可以把这两个过程分开。槽式电站工作温度相对较低，可使用光热来发电，反渗透法来海水淡化。像塔式这种更高温度的情况下，既可发电，又能进行海水淡化，能达到最佳效果。太阳能光热发电技术是缓和气候变化的关键技术。CSP技术当前主要有塔式、槽式、碟式和线型菲涅尔式，这几种技术各有优缺，但是槽式太阳能热发电在目前热发电市场占主导地位。通过使用储热系统、后备燃料或带燃料的混合动力发电可以提高太阳能热发电的实用性。参考文献【1】李明，季旭太阳能光热光伏工艺技术【M北京科学出版社2011【2】王君一，徐任学太阳能利用技术【M】北京金盾出版社，2008本文的分析表明，产品的制造成本应从设计源头抓起，通过对产品的优化设计达到降低成本、提高产品竞争力的目标；同时本文的结果可用于相关产品的结构设计中，为今后各型产品的设计提供了有益的参考。参考文献1杨剑，张璞，陈火红新编MDNASTRAN有限元实例教程ML_北京机械工业出版社，20081【2】GUIDELINEFORTHECERTIFICATIONOFWINDTURBINES，E