風力機葉片結(jié)構(gòu)特性分析模型研究.pdf

1、葉片是風力機直接捕獲風能的部件，它在運行期間經(jīng)歷起動、發(fā)電、停車、緊急剎車、變矩等動態(tài)工況，承受風剪、塔影、側(cè)風和偏航等引起的周期性氣動載荷，以及重力、陀螺力矩和慣性力等機械載荷。因此葉片作為風力機組受力最為復雜，同時也是最為核心的部件，其設(shè)計的好壞不僅關(guān)聯(lián)氣動效率影響風力機獲得的能量，而且還涉及葉片的結(jié)構(gòu)強度直接決定葉片的使用壽命。所以開展葉片結(jié)構(gòu)鋪層特性方面的研究對風力機組運行的安全性、可靠性和經(jīng)濟性都具有重要意義。
　　本文

2、根據(jù)Wilson方法設(shè)計了1.5MW水平軸風力機葉片的氣動外形，在此基礎(chǔ)上重點對葉片的鋪層結(jié)構(gòu)進行了詳細的設(shè)計。首先根據(jù)葉片的材料性能，確定了設(shè)計葉片的結(jié)構(gòu)，并分析了各結(jié)構(gòu)的受力特點?；诿绹稍偕茉磳嶒炇姨岢龅慕?jīng)驗公式對葉片結(jié)構(gòu)的厚度進行了初步設(shè)計。結(jié)合鋪層厚度設(shè)計建立了葉片截面面積、慣性矩分析模型，建立葉片鋪層結(jié)構(gòu)剛度模型，以IEC工況為標準有代表性的選擇了極限工況并用GH Bladed軟件計算了風力機的極限載荷，引入非對稱截面E

3、uler-Bernoulli梁理論將極限載荷轉(zhuǎn)換成鋪層結(jié)構(gòu)材料的受力，用商用有限元軟件Ansys分析了應力并對比了計算結(jié)果。
　　其次利用復合材料層合板理論運用 Tasi-Wu強度理論和葉片的材料安全系數(shù)對葉根鋪層強度校核，結(jié)合雨流記數(shù)法獲得的疲勞載荷譜和德國船級社規(guī)定的疲勞強度計算分析模型對葉片結(jié)構(gòu)在單向載荷作用下進行了疲勞分析。
　　最后用風力機葉片鋪層專用分析軟件FOCUS按標準工況對葉片整體做了模態(tài)、剛度、強度和穩(wěn)定