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一种风力机支撑结构仿生内肋的设计方法 

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申请/专利权人:上海理工大学

摘要:本发明提供了一种风力机支撑结构仿生内肋的设计方法,包括以下步骤:步骤1,选取各种不同分形维数的植物叶脉作为训练对象;步骤2,以不同分形维数的植物叶脉为学习目标,基于深度学习算法提取植物叶脉位图中所具有的几何规律,并以叶脉分支阶数、叶脉分形维数以及生成点阵密度为输出参数,构成具有特定分形维数的普适性点阵;步骤3,将普适性点阵通过设计软件对称内嵌于风力机支撑结构的壁面,仿生内肋的铺设部位根据风力机支撑结构在各种承载环境下的结构问题进行确认;步骤4,基于有限元方法对不同厚度的仿生内肋的支撑结构动力学特性进行校核,来对仿生内肋的厚度进行调整。

主权项:1.一种风力机支撑结构仿生内肋的设计方法,用于设计一种加装铺设于风力机支撑结构内部的仿生内肋,来改进风力机支撑结构的力学问题,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,选取各种不同分形维数的植物叶脉作为训练对象;步骤2,以不同分形维数的所述植物叶脉为学习目标,基于深度学习算法提取所述植物叶脉位图中所具有的几何规律,并以叶脉分支阶数、叶脉分形维数以及生成点阵密度为输出参数,构成普适性点阵;步骤3,将所述普适性点阵通过设计软件对称内嵌于所述风力机支撑结构的壁面,所述仿生内肋的铺设部位根据所述风力机支撑结构在各种承载环境下的结构问题进行确认;步骤4,基于有限元方法对不同厚度的所述仿生内肋的支撑结构动力学特性进行校核,来对所述仿生内肋的厚度进行调整,其中,采用深度学习算法,对植物种类、叶脉分支阶数、叶脉分形维数及生成点阵密度进行调整,得到普适于各种兆瓦级风力机仿生内肋支撑结构,同时针对于每种结构承载的特殊性进行微调,通过仿生内肋厚度及分布规律的调整来优化结构动力学特性,能够在保证借由动力学特性所展现卸载能力的同时,调整结构刚度趋近于最优值,避开环境载荷所处频带,避免共振的同时,借由气弹阻尼效应增强结构稳定性,根据植物中心的加强筋对应力集中区域进行着重加强,有效缓解局部加强结构设计导致的损伤部位转移现象。

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