【摘 要】
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目前，随着全球经济的发展，对能源的需求和依赖日益强烈，人类正面临着环境、能源、可持续发展的迫切问题，风电产业作为绿色能源得到了飞速的发展，近些年来涌现出的风电厂商不断增多
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目前，随着全球经济的发展，对能源的需求和依赖日益强烈，人类正面临着环境、能源、可持续发展的迫切问题，风电产业作为绿色能源得到了飞速的发展，近些年来涌现出的风电厂商不断增多，风机的容量也不断做大，但是，这造成了风机制造产能严重过剩，带来风机价格的大幅走低的结果，让风机制造商感受到巨大的成本压力。各大风机制造商纷纷回过头来注重风机的质量，制造成本等问题，尤其是关注于大型结构的优化和机械性能的提升，在解决大型结构件优化和振动特性的研究上有了一定的需求。本文以优化兆瓦级风力发电机结构为主，设计机舱平台和桁架结构，关注于结构的振动特性，在解决机舱结构的振动问题上提供了可参考的设计方案。首先，对风力发电机机舱平台结构进行受力分析和机械设计，了解现有结构的设计不合理问题和平台所承受的载荷，在Hyperworks软件中对机舱平台进行概念设计，结合拓扑优化理论，为结构找到更为合理的设计方案，然后对结构中的板型厚作为控制变量尺寸优化，达到减少制造材料，优化结构质量的目的，校核机舱平台结构的疲劳强度，查看其能否满足25年的设计寿命要求。其次，在已有的设计平台方案的基础之上，优化设计机舱桁架的布置形式和截面形状，拓扑优化时，需要综合考虑结构在各个方向的应变能、系统模态、最大位移等，结合结构的加工工艺，对机舱桁架进行建模。然后为找到各个截面针对不于同载荷更为合理的截面形状，用Model Center软件调用Ansys的求解器对模型进行桁架截面选型，求解算法为达尔文遗传算法，完成机舱桁架的优化设计。最后，针对机舱发电机结构运行时出现的振动和不平衡问题，对风力发电机进行减振设计和振动响应的仿真，设计过程中，考虑整机在运行时的动力学特性，模拟结构在承受交变载荷时随时间的响应，得到结构对于振动的响应时间和减振效率。
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