论文部分内容阅读
可适应性设计,从方法角度理解,它是基于公理设计,运用模块化构造关键技术途径,通过替换或修改产品以及产品族零部件或者结构的柔性来实现产品可适应变换以适应新需求;从最终目的上理解,它是以满足不同的需求以及需求变化的可适应性作为重要评价标准,通过减少或简化产品在设计或升级过程中的一些繁琐的、重复的设计制造过程的前提下依然能够实现设计出具有易定制性、柔性、可重用性、可扩展性的产品;从环境和经济角度作为出发点来看,面对环境变迁和全球经济资源所面临的问题,该全新设计理念的系统提出无疑会给未来的工业各领域的发展带来巨大的促进作用。 在风能领域,随着风能产业的快速发展,与之相关的技术也越来越成熟,针对目前风力机多样化、柔性化和单机大容量化等发展趋势,相应的风机叶片的设计生产周期以及设计制造成本也在逐渐增加。风机叶片可适应性设计是面向叶片的生命周期,在设计过程中为了能够更快的响应客户的需求变化或不同类型用户的个性化需求,在设计过程中增加了用户参与度,通过小范围修改或调整风机叶片参数而不需要重新设计就能满足客户需求。毫无疑问,这对于企业而言不仅提高了其满足客户产品需求的能力,更是能够有效的化解经济问题,缓和二者与环境之间的矛盾,使得企业在市场竞争中处于有利地位。 首先,本文根据叶素动量理论,采用Wilson方法耦合Prandtl叶尖损失模型和叶根损失模型优化设计出在不同风况下的不同额定功率的风机叶片系列模型库,基于可适应性设计概念对风机叶片进行结构和功能方面的可适应性分析,并依据公理设计方法对叶片模型库中叶片进行分级模块化划分处理,建立叶片模块参数化数据库。 其次,可根据客户需求,确立原型叶片并求出模块约束,然后采用评价函数法—双因子线性加权法计算模块信息含量并优化选择出最佳置换模块,通过模块置换小范围替换或调整风机叶片参数来得到能够满足客户需求的组合叶片。 最后,采用GH Bladed软件计算置换前后的叶片稳态气动性能并仿真60s风机启动、正常运行和正常停车三种运行状况,通过对计算仿真结果的分析得出该模块置换方案能够满足气动方面的设计要求,研究还发现若对风机叶片模型库叶片模具进行相应的可适应性设计,则可在叶片可适应性设计的基础上完成对叶片的可适应性制造。