風(fēng)力機(jī)葉片涂層沖蝕磨損過程中的接觸力學(xué)性能研究.pdf

1、 分類號(hào) TH117.1 學(xué)校代碼 10129 1 U D C 621.5 學(xué) 號(hào) 2013205007 風(fēng)力機(jī)葉片涂層沖蝕磨損過程中的接觸力學(xué)性能研究 The Contact Mechanical Property Research of Wind Turbine Blade Coati

2、ng in the Erosion Process 申 請(qǐng) 人：劉 召 學(xué)生類別：學(xué)術(shù)型碩士 學(xué)科門類：工 學(xué) 學(xué)科專業(yè)：機(jī)械電子工程 研究方向：機(jī)電控制系統(tǒng)及智能技術(shù) 指導(dǎo)教師：張永 教授 論文提交日期：二〇一六年六月 摘 要 隨著化石資源的逐漸枯竭，新能源風(fēng)力發(fā)電技術(shù)得到了極大的推崇與發(fā)展，而內(nèi)蒙古擁有著得天獨(dú)厚的風(fēng)力資源，但是頻繁的風(fēng)沙天氣使高速旋轉(zhuǎn)下的風(fēng)力機(jī)葉片涂層沖蝕磨損嚴(yán)重，導(dǎo)致了葉片的使用壽命縮短且風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)營

3、維護(hù)成本增加。 針對(duì)內(nèi)蒙古特殊的地理環(huán)境， 本文研究了風(fēng)力機(jī)葉片涂層在挾沙風(fēng)沖蝕磨損過程中的接觸力學(xué)性能?；?Hertz 理論分析推導(dǎo)出沙粒沖蝕涂層過程中法向、切向的接觸力學(xué)公式，并分析得出在沖蝕速度和挾沙量取值條件相同的情況下，法向應(yīng)力隨著沖蝕角度的增大而增大，切向應(yīng)力隨著沖蝕角度的增大而減小，切向接觸力總是在沖蝕角度為 300 時(shí)取值最大。使用 ANSYS 有限元軟件仿真模擬沙粒沖蝕葉片涂層時(shí)接觸力的變化情況，模擬結(jié)果得出沙粒沖蝕

4、涂層中心位置處的應(yīng)力值最大，產(chǎn)生的應(yīng)力從涂層的沖蝕中心處以波的形式逐漸向外擴(kuò)展，應(yīng)力值也逐漸變小。采用 A401 薄膜壓力傳感器在沖蝕磨損試驗(yàn)臺(tái)上對(duì)軟件模擬模型進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證， 測(cè)試出挾沙量、沖蝕速度及沖蝕角度取值不同時(shí)葉片涂層被挾沙風(fēng)沖蝕的接觸力值。 通過采用理論推導(dǎo)計(jì)算、ANSYS/LS-DYNA 仿真模擬和試驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的研究方法，分析風(fēng)力機(jī)葉片涂層沖蝕磨損過程中的接觸力學(xué)性能，更進(jìn)一步地為風(fēng)力機(jī)葉片涂層的改進(jìn)及優(yōu)化提供了一定的科學(xué)