ddl型葉片結(jié)構(gòu)與工藝設(shè)計—ddl型葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計開題報告

1、<p><b>　　編號</b></p><p><b>　　無錫太湖學院</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）</b></p><p><b>　　相關(guān)資料</b></p><p>　　題目： DDL型葉片及結(jié)構(gòu)設(shè)計與工藝設(shè)計&

2、lt;/p><p>　　DDL型葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計 </p><p>　　信機 系 機械工程及自動化專業(yè)</p><p>　　學 號： 　　　 0923191　　　　</p><p>　　學生姓名： 邵亦飛 </p><p>　　指導教師： 　 宋廣雷（職稱：副教授）&

3、lt;/p><p>　　2013年5月25日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告</p><p>　　二、畢業(yè)設(shè)計（論文）外文資料翻譯及原文</p><p>　　三、學生“畢業(yè)論文（論文）計劃、進度、檢查及落實表”</p>&l

4、t;p><b>　　四、實習鑒定表</b></p><p><b>　　無錫太湖學院</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）</b></p><p><b>　　開題報告</b></p><p>　　題目： DDL型葉片結(jié)構(gòu)與工藝

5、設(shè)計 </p><p>　　DDL型葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計 </p><p>　　信機 系 機械工程及自動化 專業(yè)</p><p>　　學 號： 0923191 </p><p>　　學生姓名： 邵亦飛 </p><p>　　指導教師： 宋廣雷

6、（職稱：副教授 ）</p><p>　　2012年11月12日 </p><p><b>　　英文原文</b></p><p>　　DDL-type blade structure and process design</p><p>　　Energy is an important material foundat

7、ion for economic and social development. Since the industrialization of society, world soaring energy consumption, coal, oil, natural gas and other fossil energy resources consumption rapidly, ecological environment is d

8、eteriorating, especially greenhouse gas emissions, leading to increasingly serious global climate change, sustainable development of human society by the Yan Zhongwei coerce. With the development of human society, the pr

9、ogress of science and</p><p>　　Wind energy is a clean renewable energy, "according to the World Meteorological Organization (WMO) analysis, the total global wind energy is 3xlo, the.Kw, which can make u

10、se of wind energy is 2xlo, kw. Therefore, the development and utilization of wind energy resources, not only can look for new alternative energy, but also conducive to environmental protection "solar radiation of th

11、e earth the approximately 20% into the wind, the global wind energy if 1% is used to generate power, can meet all </p><p>　　Wind turbine blade is the most basic and most important part of the wind turbine, i

12、ts good design! Reliable quality and superior performance is guaranteed by design factors "normal stable operation of wind turbines from the perspective of the wind wheel blades plays an inestimable role in the wind

13、 turbine. Design of wind turbine blades based on the theory and its correction theory have many design and calculation methods are mainly: Bates theory, SCHMITZ theory,.GLAUERT model and Wilson model "w</p>&

14、lt;p>　　Wind turbine design is a comprehensive technology involving aerodynamics, structural dynamics meteorology!!! Of mechanical and electrical engineering, automatic control computer!! the professional technology &q

15、uot;in China to design technology of wind machine mainly carried on the wind turbine aerodynamic design and calculation method, calculation of structural dynamic analysis of wind turbine and method, GRP wind turbine blad

16、e design method of wind turbine, variable speed constant frequency technolo</p><p>　　In recent years, engineering designers tend to take to limit use of structural materials, making all kinds of structure is

17、 more and more light, in order to increase the payload, to obtain greater economic benefits "but in this way, the structure of flexible structure vibration induced by fluid flow increases, the serious" with the

18、 development of science and technology, components of velocity and the dynamic mechanical vehicle running faster and faster, the ground building structure is more and m</p><p>　　With the development of wind

19、turbine blade, the research is mainly focused on the research and analysis of the structure of blade airfoil "the impeller blades to meet the air dynamics based on KLARK has designed a Y type, NACA type, FX type, do

20、uble feather blade" in the domestic wind turbine airfoil, the most representative is NACA series. Study on new airfoil rarely "due to the geometrical parameters and the lack of dedicated the new wind turbine ty

21、pe dynamic performance parameters, which direc</p><p>　　Structure analysis, including analysis, dynamic stability analysis, fatigue analysis "analysis mostly by classical method similar to the helicopte

22、r wing blade aerodynamic characteristics, considering the out-of-plane waving! In-plane shimmy and the torsion no pre - cone torsional mode combined HOUBOLT and Brooks is not a torsional degrees of freedom coupling the d

23、ifferential equations of motion (Sichuan" of some nonlinear terms on the aeroelastic effects are important with uniform blade, researc</p><p>　　From the process of making blade speaking, the current hig

24、h! And medium-sized fan blade basically form the skin and girders, by multi step forming process of preparation, which were making blades! Under the shell and keel beam (WEB), then stick together "due to the bonding

25、 strength at the far below the shell itself strength, make the blade housing property can not be brought into full play, leaf Keyi similar thin-walled open section beam is far less than the carrying capacity of thin-wall

26、ed beam</p><p>　　Large wind turbine blades are mostly uses the assembly manufacturing, respectively in the two female die forming blade skin, are respectively formed on special molds girder and other glass s

27、teel components, and then to the master molds to two skins! Beam and other components of the adhesive are assembled together, clamping pressure solidified to form integral blade "molding process of FRP blade are: ha

28、nd lay-up! Vacuum assisted injection! Resin transfer molding (RTM) process of impregnation! Scr</p><p>　　Composite blade manufacturers use wet lay-up process, this process has been difficult to achieve large

29、-scale wind turbine blade of megawatt, VARTM is the new technology "to solve the problem of Shanghai FRP Research Institute in the development of IMW wind turbine blades with the process, through many experiments, e

30、xploring a series of technical problems are solved vacuum cloth tube, control, resin selection, stacking fold, the technical level of blade molding process has been greatly improved" </p><p><b>　　

31、中文譯文 </b></p><p>　　DDL型葉片結(jié)構(gòu)與工藝設(shè)計</p><p>　　能源是經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。社會工業(yè)化以來,世界能源消費劇增,煤炭、石油、天然氣等化石能源資源消耗迅速,生態(tài)環(huán)境不斷惡化,特別是溫室氣體排放導致日益嚴峻的全球氣候變化,人類社會的可持續(xù)發(fā)展受到嚴重威脅。隨著人類社會的發(fā)展、科技的進步以及日益嚴重的資源和環(huán)境問題的挑戰(zhàn),世界能源結(jié)構(gòu)開始

32、經(jīng)歷第三次大的變革,即從煤炭、石油、天然氣為主的能源系統(tǒng),開始轉(zhuǎn)向以可再生能源為基礎(chǔ)的能源系統(tǒng)。</p><p>　　風能是一種清潔的可再生能源"據(jù)世界氣象組織(WMO)分析,全球總風能為3xlo,.kw,其中可利用的風能為2xlo,kw。因此,開發(fā)和利用風能資源,不僅可以尋找新的替代能源,而且有利于環(huán)境保護"地球接受的太陽輻射能大約有20%轉(zhuǎn)化成風能,全球風能總量如果1%用來發(fā)電,就能滿足全

33、部能源消耗"風能是地球與生俱來的資源,作為可再生的綠色能源,憑借其巨大的商業(yè)潛力和環(huán)保效益,在全球的新能源和可再生能源行業(yè)中創(chuàng)造了最快增速"在過去的10年間,風電發(fā)展不斷超越其預期的發(fā)展速度,而且一直保持著世界增長最快的能源的地位"2000年以來,全球風電裝機容量年平均增長率為26.3%。根據(jù)丹麥BTM報告,2005年全世界新增風電裝機容量11407MW,t比上年增加了3253MW,增長了40%;新增風電總

34、投資達120億歐元至140億歐元"截至2005年底,世界風電裝機容量為59263Mw,同比上年增長24%[9]"目前,己有48個國家頒布了支持可再生能源發(fā)展的相關(guān)法律法規(guī),政策法規(guī)對風電發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用"</p><p>　　風力機葉片是風力機中最基礎(chǔ)和最關(guān)鍵的部件,其良好的設(shè)計!可靠的質(zhì)量和優(yōu)越的性能是保證風力發(fā)電機組正常穩(wěn)定運行的決定因素"從這一層面上講風輪葉片

35、的設(shè)計在風力發(fā)電機組中占有不可估量的地位。風力機葉片設(shè)計根據(jù)不同的理論及其修正理論有許多設(shè)計計算方法目前主要有:貝茨理論,SCHMITZ理論.GLAUERT模型和Wilson模型"其中簡化設(shè)計理論是基于圓盤理論,原理及模型最簡單,但因簡化因素較多,故設(shè)計精度較差,在設(shè)計小型風力機是可以采用;Sc加MITZ理論、GLAUERT模型和WNSON模型基于渦流理論,設(shè)計精度相對較高,適合于設(shè)計大型風力機;現(xiàn)在設(shè)計多采用基于渦流理論的設(shè)

36、計模型"如GLAUERT理論考慮了風輪后渦流流動的葉素理論,但忽略了葉片翼型阻力和葉梢損失的影響;Wilson理論對GLAUERT理論作了改進,研究了梢部損失和升阻比對葉片最佳性能的影響,還研究了風輪在非設(shè)計狀態(tài)的性能,因而,該理論廣泛用于葉片氣動性能的計算.</p><p>　　風力機設(shè)計是一門綜合技術(shù),涉及到空氣動力學!結(jié)構(gòu)動力學!氣象學!機電工程!自動控制!計算機等專業(yè)技術(shù)"我國對風力機

37、設(shè)計技術(shù)主要進行了風力機空氣動力設(shè)計和計算方法,風力機結(jié)構(gòu)動力計算和分析方法,風力機玻璃鋼葉片設(shè)計方法,風力機變速恒頻技術(shù),風力機自動控制技術(shù),風力機調(diào)(限)速特性,風力機調(diào)向特性,風力機計算機輔助設(shè)計和軟件包開發(fā)等研究工作,取得了較快的進展"</p><p>　　近年來,工程設(shè)計師們都傾向于把結(jié)構(gòu)材料利用到極限,使得各種結(jié)構(gòu)越來越輕巧,以增加有效載荷,從而獲得更大的經(jīng)濟效益"但這樣一來,結(jié)構(gòu)

38、的撓性就增大,氣流誘發(fā)的結(jié)構(gòu)振動就嚴重了"隨著科學技術(shù)的普遍發(fā)展,飛行器的速度及其動力機械部件運轉(zhuǎn)的速度越來越快,地面建筑結(jié)構(gòu)越來越高,橋梁跨度也越來越大,風力發(fā)電機組葉片越來越長,在空氣動力作用下這些薄壁件都是很好的彈性體,極易變形而出現(xiàn)顫振"即結(jié)構(gòu)與氣流藕合振動問題的嚴重性在不斷增長.</p><p>　　隨著風力機的發(fā)展,葉片的研究主要是集中在葉片翼型的研制和結(jié)構(gòu)分析"其中葉輪

39、葉片在滿足空氣動力學的基礎(chǔ)上已設(shè)計出KLARK一Y型、NACA型、FX型、雙羽型葉片"在國內(nèi),風力機翼型最有代表性的是NACA系列.對新翼型的研究很少"由于缺乏風力機專用新翼型的幾何參數(shù)和氣動性能參數(shù),這也直接影響了我國大型風力機氣動設(shè)計水平對于翼型研制方面,近十幾年來,隨著計算流體力學(CFD)水平的提高,各種葉片幾何優(yōu)化的方法開始出現(xiàn),采用數(shù)值計算方法,各截面氣動參數(shù)的準確確定"實現(xiàn)在一定輸出功率下的最

40、佳葉片的幾何形狀和氣動設(shè)計"氣動設(shè)計的新方法可分為兩大類:一類是直接數(shù)值優(yōu)化方法,簡稱為最優(yōu)化設(shè)計方法,它將CFD同最優(yōu)化方法結(jié)合起來,通過幾何形狀的不斷修正來尋求目標函數(shù)的極值"另一類是反設(shè)計方法,它是首先給定希望達到的氣動狀態(tài)(如壓力分布),通過幾何和流動的控制方程,逐步逼近給定的氣動狀態(tài),求得滿足給定流場的氣動翼型,它克服了傳統(tǒng)翼型設(shè)計方法的許多缺點。</p><p>　　結(jié)構(gòu)分析中,主

41、要包括了動力特性的分析,穩(wěn)定性分析,疲勞分析"葉片氣動特性分析計算大都采用類似直升機機翼的經(jīng)典方法,考慮面外揮舞!面內(nèi)擺振和扭轉(zhuǎn)模態(tài)的組合HOUBOLT和Brooks推導了沒有預錐的扭轉(zhuǎn)非均勻槳葉的揮舞一扭轉(zhuǎn)自由度禍合微分運動方程〔川"某些非線性項對氣動彈性的影響是很重要的,國內(nèi)外研究者根據(jù)一定的物理假設(shè)對這個復雜的物理問題進行簡化,發(fā)展了許多簡化解法的工程模型,推導了含有非線性項的運動方程WENDEN推導了適用于風

42、輪槳葉的氣動載荷,用非禍合的非旋轉(zhuǎn)模態(tài)研究了其氣動彈性穩(wěn)定性問題〔351,K"TTAPALLI等用非禍合的旋轉(zhuǎn)模態(tài)對該問題進行了研究,在計算過程中,忽略了葉片和塔架的禍合效應(yīng),對非線性方程進行線化處理,得出了風力機葉片的靜態(tài)響應(yīng)及其穩(wěn)定性邊界,與試驗結(jié)果相比偏于保守。"Miller等用半剛性模型研究風輪的氣動彈性穩(wěn)定性問題〔a7]CHOPRA和DUGUNDI用非線性半剛性模型研究了槳葉氣動彈性響應(yīng)和穩(wěn)定性問題李本立和

43、安玉華建立風力機轉(zhuǎn)子葉片的非線性運動方程,采用模態(tài)法求解揮舞!擺振!扭轉(zhuǎn)微分方程并應(yīng)用了數(shù)值結(jié)果對風力機的氣動彈性穩(wěn)定性進行了分析。曹人靖!劉冥建</p><p>　　從制作葉片的工藝上講,目前的大!中型風機葉片基本上采用蒙皮與主梁的構(gòu)造形式,通過多步成型工藝制備,即先分別制作葉片的上!下外殼和龍骨梁(腹板)后,再粘成一體"由于粘接處的強度遠低于殼體本身的強度,使葉殼性能得不到充分發(fā)揮,類似開口薄壁梁遠

44、不及閉口薄壁梁的承載能力"單腹板支撐的葉殼易發(fā)生失穩(wěn)破壞〔4s],多個梁或腹板則須增添更多模具"這無疑會增加成本,降低葉片的利用率"因此,如果采用整體一次成型制備中空葉片,可有效減輕重量,降低成本,提高葉片的整體力學性能、這就需要對這種新型葉片結(jié)構(gòu)進行極限分析并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)合理設(shè)計,因為傳統(tǒng)葉片以龍骨梁(腹板)為主承力件。</p><p>　　大型風力機葉片大多采用組裝方式制造,分

45、別在兩個陰模上成型葉片蒙皮,分別在專用模具上成型主梁及其他玻璃鋼部件,然后在主模具上把兩個蒙皮!主梁及其它部件膠接組裝在一起,合模加壓固化后形成整體葉片"FRP葉片的成型工藝大致有:手糊工藝!真空輔助注射!樹脂傳遞模塑(RTM)!scrimp浸漬工藝!纖維纏繞藝FW、纖維鋪放工藝(FP)!木纖維環(huán)氧飽和工藝(WWEST)!模壓工藝,這些方法各有側(cè)重。手糊工藝:屬于傳統(tǒng)葉片成型工藝,也稱作濕法成型,將纖維基材鋪設(shè)放在單模中,然后

46、用滾或毛刷涂覆玻璃布和樹脂,常溫固化后脫膜,該法以手工勞動為主,成本低,用于低成本!形狀復雜制品"干法成型屬于新興技術(shù),先將纖維制成浸料,現(xiàn)場鋪放,加溫(或常溫)加壓固化,其生產(chǎn)效率高,由丹麥的Vestas公司首創(chuàng)并大量應(yīng)用"樹脂傳遞模塑(RTM):屬于最新發(fā)展的葉片成型方法,將纖維預成型體置于模腔中,注入樹脂后加溫成型"該法是目前世界上公認的低成本制造方法,發(fā)展迅速,應(yīng)用廣泛,并衍生出多種方法,主要有生產(chǎn)