风叶专题四结构设计16机箱机柜

风叶专题(四)结构设计1

四、风机叶片的结构优先设计方法

1、风机叶片设计方法概述

风机叶片设计过程通常包括两个阶段：叶片形状设计和叶片结构设计。据中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家介绍，按照以上两个过程在设计中的实施顺序和优化目标，现有的风机叶片设计方法大致可以分为以下3种：

(1)传统的设计方法：先形状后结构

先形状后结构的设计方法是先进行形状设计，然后在最优的形状设计基础上进行结构设计。叶片形状设计的优化目标是最大化能量输出，在设计寿命一定的前提下，该目标记为maxaep(annualenergyproduction)；而叶片结构设计则是在满足应力、振动、疲劳等约束的前提下，选择合适的结构、材料和加工工艺，以实现成本最小化，该目标记为mintco(totalcostofownership)中国机械网okmao.com。

该方法的优点是将叶片形状设计和结构设计解耦，降低了设计的复杂度；据中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家介绍，缺点是由于形状设计先于结构设计，则在优化早期过度强调了形状的重要性，虽然获得了最优的形状设计，但却伴随着难以实现的结构设计和较昂贵的材料(如碳纤维)。

(2)折衷的设计方法：气动性能的牺牲换取结构优化

针对传统的设计方法的缺点，设计人员在该设计方法的基础上进行了改进，用折衷(trade-off)的办法来处理叶片结构设计和形状设计的矛盾。据中国环氧树脂行业协会(www.epoxy-e.cn)专家介绍，通常的做法是：首先按照先形状后结构的方法进行设计，然后针对结构设计结果中的瓶颈参数，适当的放松对叶片形状设计的优化要求，通过在最优的形状设计的附近进行小范围的调整来达到以少量的性能牺牲换取大量的成本降低。但该方法仍然是围绕叶片形状设计的最优结果进行的局部寻优过程，并且该性能牺牲未必能确保该优化过程在有限次内收敛。

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