امروزه در فرآیند طراحی و ساخت سازه ها و قطعات مکانیکی، بهینه سازی هندسه، وزن و مشخصات مکانیکی، به منظور بهبود کارآیی و افزایش بازده اقتصادی اهمیت زیادی دارد و به عنوان یک مرحله مهم در فرآیند طراحی مطرح می باشد. هاب توربین بادی یکی از بحرانی ترین و مهم ترین قطعات توربین بادی محسوب می شود؛ چراکه تمامی بارهای وارد به پره ها با تمام تنوع و پیچیدگی آن ها از طریق هاب به محور اصلی و گیربکس منتقل می شود. از طرف دیگر هر چه توان توربین ها بیشتر باشد، ابعاد و وزن هاب بالاتر می رود. وزن زیاد هاب علاوه بر افزایش هزینه، نیروها و گشتاورهای خمشی نامطلوب را روی سیستم انتقال قدرت اعمال می کند. همچنین ممان اینرسی جرمی زیاد، که با ابعاد و جرم هاب مرتبط است، اثرات نامطلوب افزایش گشتاورلازم راه اندازی، افزایش اثرات ژیروسکوپی و پاسخ کند سیستم به ورودی های دینامیک را به دنبال خواهد داشت. بنابراین بهینه بودن این دو مشخصه برای هاب بسیار ضروری است. در این پروژه این ضرورت با استفاده از یکی از روش های بهینه سازی فرا ابتکاری در ترکیب با روش اجزا محدود برای هاب انجام شده است. روند بهینه سازی هاب توربین بادی 2 مگاواتی بر اساس وزن و ممان اینرسی جرمی با استفاده از الگوریتم ژنتیک و در سطحی کاربردی تشریح شده است. ایده ی این کار ترکیب الگوریتم ژنتیک با روش تحلیل اجزا محدود با هدف معرفی یک روش مفید در بهینه سازی مکانیکی و نیز توسعه ی اتوماسیون فرآیند بهینه سازی می باشد. این روش بهینه سازی با در نظر داشتن ساده سازی و اتوماسیون، از ارتباط و تعامل نرم افزارهای تحلیل اجزا محدود ansys و برنامه نویسی و محاسباتی matlab، بهره برده است. در طی فرآیند بهینه سازی، نرم افزار matlab به عنوان مدیر ارتباط و بستر کدنویسی الگوریتم ژنتیک، و نرم افزار ansys به منظور ارائه ی نتایج مدل ها در قالب ارزیابی تابع هدف و قید، مورد استفاده قرار گرفته اند. به بیانی دیگر الگوریتم ژنتیک به واسطه ی نرم افزار matlab، تغییرات در هندسه ی هاب و بعد از آن تحلیل در نرم افزار ansys را در اختیار خود گرفته و به سمت مدل بهینه هدایت می کند. در این مساله هاب در شرایط بارگذاری استاتیکی برای بحرانی ترین بار با استفاده از معیار فون میزز تحلیل شده است. نتیجه ی بهینه سازی هاب با کاهش 6/21 درصدی برای جرم (وزن) و کاهش 19 درصدی برای ممان اینرسی جرمی همراه بوده است. این در حالی است که افزایش تنش فون میزز در مدل بهینه نهایی نسبت به مدل ورودی به فرآیند بهینه سازی تنها mpa 3 بوده است (افزایش 3 درصدی در مقدار تنش بیشینه). ضریب اطمینان طراحی برای مدل بهینه نهایی هاب در شرایط بارگذاری استاتیکی و با استفاده از معیار فون میزز 8/2 می باشد. واژه های کلیدی: بهینه سازی، الگوریتم ژنتیک، روش اجزا محدود، هاب توربین بادی، وزن، ممان اینرسی

یکی از الزامات طراحی و تولید توربینهای بادی در کشور، ایجاد زیر ساختهای لازم برای اطمینان از کیفیت و عمر کارکرد توربینها میباشد، که مهمترین آن ایجاد ایستگاه تست پره است. هدف این پروژه آشنایی با ایستگاه های تست خستگی پره، استانداردهای مرتبط، تبدیل بارهای گسترد? وارد بر پره به بارهای متمرکز جهت اجرای آزمایش و چگونگی انجام تست خستگی روی پر? توربین بادی میباشد. همچنین با شبیه سازی روند اجرای آزمایش، میتوان با کمترین هزینه و زمان و با اطمینان کافی از نتایج حاصل به پیش بینی نتایج بدست آمده از تست پرداخت. با شبیه سازی انجام شده میتوان شرایط مختلف انجام تست را بررسی کرد تا مشکلات احتمالی در حین اجرای عملی تست به حداقل برسد. به دلیل نحوه و ماهیت دینامیکی آزمایش پره های توربین و همچنین ابعاد بزرگ پره ها، نوع رفتار دینامیکی پره در طول آزمایش بسیار اهمیت دارد و بایستی این رفتار برای ما شناخته شده باشد، تا بتوان به درستی پره های توربین باد را آزمایش نمود. در این پژوهش معادلات ارتعاشی پر? توربین بر اساس دو نظری? تیر اویلرـبرنولی و تیر تیموشنکو نوشته میشود و فرکانسهای طبیعی بدست آمده از هر یک از این دو روش با یکدیگر مقایسه میشوند و سپس ارتعاشات واداشت? پره تحت بارهای آزمایش مورد بررسی قرار میگیرد. سپس روشی برای تبدیل بار گسترده به بار نقطه ای ارائه میشود. بار نقطه ای بدست آمده را میتوان به راحتی به پره اعمال نمود و پره را در محیط آزمایشگاه مورد آزمایش قرار داد. ویژگی این روش عدم استفاده از اطلاعات دقیق هندسی و ساختاری پره برای تحلیل خستگی میباشد و تنها ورودی مورد نیاز آن طیف بار طراحی پره میباشد. در نهایت طراحی و نحو? انتخاب تجهیزات مورد نیاز برای اجرای آزمایش خستگی مورد بررسی قرار میگیرد.