蜗卷弹簧是机械弹性储能的关键零部件,其一端与旋转芯轴连接,另一端与储能箱体内壁连接,连接部分的强度直接影响蜗卷弹簧工作的可靠性。针对蜗卷弹簧内端与芯轴的连接,提出了芯轴盒-螺钉组-压块连接方式,通过理论计算、实体建模及有限元分析,得到了连接中各零件的应力及其分布,提出螺钉组连接应力主要集中于螺纹杆接触面周围,连接的最大应力值出现在压块螺钉孔下边缘,而螺钉上的最大应力位于螺杆与蜗簧和压块接触面相切部位。最后通过仿真结果与理论计算结果的比较,验证了分析的正确性。研究成果为储能箱可靠运行提供有力依据。

汽轮机叶片可靠性反求设计旨在确定叶片未知概率设计参数以满足给定的可靠度要求。针对叶片功能函数为随机变量隐性函数的情况,提出了基于有限元、BP神经网络和分解技术的可靠性反求设计方法,该方法将有限元和BP神经网络相结合以构造功能函数与随机输入变量之间的近似解析表达式,运用分解技术,将求解随机设计参数的全局优化问题分解为主问题和子问题,通过子问题直接调用标准优化工具箱得到可靠性指标,并运用分解迭代技术对主问题求解,从而得到随机设计参数及目标可靠性指标对各随机变量的敏感性。以某实验台汽轮机等直叶片为例,阐述了该方法的具体实施过程。该方法数学描述简单,并可直接应用标准优化程序,成功地解决了隐性功能函数下叶片可靠性反求设计,具有较好的工程应用价值。

蜗卷弹簧是机械弹性储能的关键零部件,其端部与芯轴和储能箱体内壁连接的强度直接影响蜗卷弹簧工作的可靠性。针对蜗卷弹簧外端与箱体内壁采用衬片固定的连接方式,采用阿基米德螺旋线建立了蜗簧和衬片的数学模型,推导了作用在衬片上的初始弯矩,针对不同长度的衬片建立了衬片连接有限元模型,对比了蜗簧和衬片有限元单元的应力大小及分布统计,得到了不同长度衬片对蜗卷弹簧的影响,确定了合适的衬片连接长度。研究成果可为蜗卷弹簧的安全运行提供有力依据。

叶片作为风电机组的关键部件之一其设计和可靠性直接关系到风力发电机组的安全运行而气动性能的好坏将会直接影响到叶片外形设计及机组效率。因此对叶片进行气动性能计算和数值模拟成为必要。根据动量叶素理论建立风力机叶片气动计算模型考虑到叶尖损失叶根损失叶片宽度和厚度等因素的影响对该模型进行修正。用MATLAB语言编制计算程序针对某一具体翼型数据进行了气动性能的计算分析了风轮实度、安装角、锥角以及偏航等因素对叶片气动性能的影响。