基于参数化建模的风力机叶片性能分析

发布时间：2018-04-28 17:28

  本文选题：风力机叶片 + 参数化建模　； 参考：《东北大学学报(自然科学版)》2014年12期

【摘要】：针对现有850 k W风力机叶片,分析其材料、结构及铺层状态,对比传统叶片有限元模型,将描述叶片主要结构的弦长、扭角采用分段函数形式表达,采用MATLAB编程并结合ANSYS二次开发建立风力机叶片参数化几何模型.基于动量-叶素理论的BLADED软件计算叶片各截面处的极限载荷,并于叶片分段施加载荷增量.动力学分析得到叶片前三阶挥舞和摆振频率及一阶扭转频率,其与实测固有频率比较,分析并验证叶片于共振区外运行.静力分析得到叶片挥舞位移及关键部位应力分布,通过最大应力准则和蔡-胡(Tsai-Wu)准则对翼面进行强度校核(其他部位同理校核),表明叶片在极限状态下仍能保持安全运行.该研究描绘了叶片主要力学性能,为叶片进一步优化奠定了基础.
[Abstract]:According to the existing 850kW wind turbine blade, the material, structure and layering state are analyzed. Compared with the traditional blade finite element model, the chord length and torsion angle of the main blade structure are expressed in the form of piecewise function. The parametric geometry model of wind turbine blade is established by MATLAB programming and ANSYS secondary development. Based on the momentum-leaf element theory, the BLADED software is used to calculate the limit load at each section of the blade, and the incremental load is applied to the blade segment. The first three order swing and shimmy frequencies and the first order torsional frequency of the blade were obtained by dynamic analysis. Compared with the measured natural frequency, the blade running outside the resonance region was analyzed and verified. By static analysis, the blade flapping displacement and the stress distribution at the key position are obtained. The strength of the wing surface is checked by the maximum stress criterion and the Cai Hu Hu Tsai-Wu criterion. The results show that the blade can still operate safely under the limit state. This study describes the main mechanical properties of the blade and lays a foundation for further optimization of the blade.
【作者单位】： 重庆大学机械传动国家重点实验室;
【基金】：国家高技术研究发展计划项目(2012AA051301) 国家自然科学基金资助项目(51175526)
【分类号】：TM315

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号：1816210