大型風(fēng)電機(jī)組葉片鋪層設(shè)計及有限元數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量的不斷增大,葉片的長度和重量也迅速增大,這對葉片結(jié)構(gòu)的設(shè)計帶來了很大的挑戰(zhàn)。開展風(fēng)電機(jī)組葉片結(jié)構(gòu)鋪層設(shè)計方面的研究對提高葉片的安全性、可靠性具有重要的意義。
　　 首先研究了復(fù)合材料風(fēng)電機(jī)組葉片結(jié)構(gòu)的鋪層設(shè)計方法。根據(jù)美國可再生能源實驗室提出的經(jīng)驗公式對蒙皮和葉根加強(qiáng)層的鋪層設(shè)計方法進(jìn)行了探討,運用復(fù)合材料經(jīng)典層合板理論并結(jié)合牛頓迭代法編寫MATLAB程序?qū)α好边M(jìn)行了鋪層設(shè)計,運用夾層板的剛度分析方法并結(jié)合牛

2、頓迭代法對尾緣區(qū)域和剪切腹板進(jìn)行了抗屈曲失穩(wěn)設(shè)計。根據(jù)所提出的設(shè)計方法,對1.5MW風(fēng)電機(jī)組葉片的蒙皮、梁帽、腹板、尾緣區(qū)域、剪切腹板以及葉根加強(qiáng)層的鋪層厚度進(jìn)行了求解。
　　 其次研究了復(fù)合材料風(fēng)電機(jī)組葉片的有限元建模方法。基于1.5MW風(fēng)電機(jī)組葉片模型,分別從空間坐標(biāo)求解、實體模型建立、幾何模型導(dǎo)入、有限元網(wǎng)格模型劃分、邊界條件施加以及鋪層設(shè)計方面進(jìn)行了詳細(xì)的論述。
　　 最后基于1.5MW風(fēng)電機(jī)組葉片模型,借助有限

3、元軟件分析了其不同區(qū)域的應(yīng)力特征,包括前緣區(qū)域、梁帽、腹板以及尾緣區(qū)域,并且運用不同的強(qiáng)度準(zhǔn)則對其進(jìn)行了校核分析,分析結(jié)果表明:相對Tsai-Hill準(zhǔn)則和Tsai-Wu準(zhǔn)則,Hoffman準(zhǔn)則對前緣區(qū)域、腹板和尾緣區(qū)域雙向布材料的校核分析更加安全;相對Hoffman準(zhǔn)則,Tsai-Hill準(zhǔn)則或Tsai-Wu準(zhǔn)則對梁帽雙向布材料的校核分析更加安全;相對Hoffman準(zhǔn)則和Tsai-Wu準(zhǔn)則,Tsai-Hill準(zhǔn)則對梁帽單向布材料的校核