新型海上风机安装设备的设计及研究

摘要

海上风能具有储量大,可再生等特点,因而受到广泛的关注。目前海上风能的利用正处在一个快速发展阶段,海上风机的装机量不断的增加。然而由于风机的体积大,重量重,海上安装环境恶劣等因素,海上风机的安装困难,需要耗费巨大的人力物力。目前的安装系统结构比较复杂,不方便控制,因而安装效率低,这在多变的海洋环境下是很大的劣势。因此有设计高效率、控制方便的安装设备的必要。
　　本文首先根据随机振动中的相关函数理论,提出了考虑海浪形成的时间历程的海浪模拟数学模型,通过数值模拟得到的三维海浪模拟图验证了所提出模型的正确性,解决了目前海浪模拟波峰波谷变化过于突兀的问题。然后,依据并联机器人型综合的Gf集理论,设计出海上风机安装设备机构构型;基于遗传算法,优化了新型安装设备机构尺寸;对风机安装设备的运动学、动力学、工作空间以及运动精度模糊可靠性进行了分析。最后,基于有限元,对安装设备进行了模态分析和动态响应研究。

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第一章 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 海上风力发电

1.3 研究内容

第二章 基于海浪谱的海浪模拟研究

2.1 海浪模拟的意义

2.2 经典随机海浪的数学模型及模拟

2.3 对经典海浪模拟改进的数学模型

2.4 改进海浪模拟谱的提取

第三章 新型安装设备的构型设计及安装过程规划

3.1 安装设备的构型设计

3.2 遗传算法优化机构尺寸

3.3 安装过程的规划

第四章 风机安装设备的运动学及工作空间分析

4.1 运动学反解

4.2 运动学正解及算例

4.3 安装设备工作空间分析

第五章 风机安装设备的动力学分析

5.1 海浪作用对安装设备产生的附加动载荷

5.2 风机安装过程安装设备需要提供的力

5.3 动力学分析

第六章 风机安装设备模糊可靠性分析

6.1 机构末端运动规律误差及其概率分布密度

6.2 机构运动误差许用域的隶属函数

6.3 安装设备的模糊可靠性的计算

第七章 风机安装设备的模态分析及动态响应

7.1 风机安装设备的结构的初步设计及有限元模态分析

7.2 安装设备的动态响应分析

第八章 全文总结及研究展望

8.1 全文总结

8.2 研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文

攻读硕士学位期间已申请的专利