基于APDL语言的风电齿轮箱的行星架拓扑优化

　　3 行星架分析与优化的必要性
　　在整个风力机机械部件当中，齿轮箱是最重要的传动部件之一，它担负着将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速的重要作用[3]。
　　某公司采用的1.5MW风电机组齿轮箱是一级行星增速和两级平行增速相结合的结构，其传动原理图如图2所示。左端为输入端，这是2K-H型行星轮系，其单位体积重量所传递的转矩大。

本处应用是固定内齿轮，从行星轮系的行星架输入，通过太阳轮将运动传递到平行增速级。行星架是行星齿轮传动中最为关键的部件,结构复杂多样，受力也相应的复杂，其设计正确与否直接影响传动质量，在设计的时候无比保证有足够的强度和刚度[4]。

    4 参数化建模
　　首先在ANSYS中实现参数化建模：运用*SET命令输入造型和优化过程中用到的主要尺寸量，运用造型方法完成三维实体造型（见图3）并保存APDL命令流文件（以便再次对模型进行修改和优化）。为了建立有限元模型（见图4），要输入实体单元类型、杨氏模量、泊松比、密度等参数，并完成网格划分。ANSYS并没有给用户限定单位制，只要采用统一的单位制即可，本文分析参数单位一律采用国际单位。部分常用命令如下：