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题名基于粒子群算法的新型组合格构式塔架优化研究
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作者
孙香红
廖纪鹏
沈月梅
赵子康
甘照圆
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机构
长安大学建筑工程学院
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出处
《太阳能学报》
北大核心
2025年第9期772-782,共11页
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文摘
针对传统单管风电塔架存在施工工艺复杂、运输安装难,结构用钢量高等问题,提出一种上部为单管钢塔筒、下部为三肢柱格构式的新型组合塔架结构。首先,基于空间矩阵位移法构建求力模型,求解新型组合塔架的杆件应力;其次,建立以截面最大应力一致性为优化目标的多目标优化模型;然后,以塔架的直径和厚度作为优化变量,考虑6个约束条件,编写基于粒子群优化算法的优化程序,实现了塔架下部-组合格构式塔架截面尺寸最优化;最后利用有限元软件ABAQUS,对3个角度(α=60°、α=45°和α=30°)的优化前后组合塔架结构建立有限元模型,分析和对比该组合格构式塔架结构的应力。发现该求力模型能准确求解杆件应力;当=45°时,结构优化效果最佳,收敛速度最快。优化后格构式塔架用钢量减少48.8%,截面有效率提升70.3%,各肢柱杆应力差减少70.2%。验证了基于粒子群优化算法模型可行,其结果和方法可以为同类型塔架的设计以及相似领域的研究提供理论参考依据。
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关键词
风力发电塔
粒子群优化
有限元分析
空间矩阵位移法
求力模型
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Keywords
wind turbines tower
particle swarm optimization
finite element analysis
spatial matrix displacement method
force-based model
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分类号
TM614
[电气工程—电力系统及自动化]
TU398
[建筑科学—结构工程]
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