风力机叶片风蚀磨损仿真分析与试验研究

发布时间：2021-02-01 22:53

　　在风沙环境中,风力机叶片在风沙冲蚀下,极易产生风沙冲蚀失效,导致叶片表面发生磨损。涂层对于风机叶片意义重大。研究风力机叶片涂层在风沙环境下的冲蚀磨损规律对于风力机叶片涂层制作工艺、涂层材料研发以及风力机运行过程中叶片维护具有一定的借鉴意义。本文主要是基于接触力学的理论基础之上,建立了沙粒冲击叶片涂层的弹性半空间物理模型,运用ANSYS显示动力学模块分别模拟仿真了不同冲击速度、不同冲击角度及不同粒径的沙粒冲击叶片涂层过程中,涂层内部最大正应力及最大剪应力的分布情况。对于不同粒径的沙粒冲涂层时,做出了涂层应力随冲击速度及冲击角度变化时的变化趋势图,同时研究了沙粒冲击涂层后涂层表面的损伤情况。最后基于FLUENT仿真软件运用正交实验法探究了影响叶片表面冲蚀率影响因素的主从顺序,并通过正交回归试验法得到了涂层表面相对冲蚀率与不同影响因素之间的二次回归方程。结果表明:1、在沙粒粒径较小时,涂层内部正向应力随着沙粒冲击速度与冲击角度的增加而不断增加;但在沙粒粒径增大到一定程度之后涂层内部正应力出现震荡,随着冲击角度的增加出现先增大后减小再增大的趋势。2、对于涂层内部剪应力及涂层与基体接触面上的剪应... 

【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

叶片涂层磨损形貌图

对于接触的两个物体来说，接触区的尺非协调性接触最明显的特征，非协调性接触或者是线。在靠近接触区面的区域中，接触力近似为零，并且接触区接触应力并不受接面问题物体之间非协调性接触，接触的物体在曲率度集中，在远离接触点的区域强度迅速减小此外只要接触物体自身尺寸远远大于接触面体其他地方的尺寸，并且接触区的应力也不看作是以平面为界的半无限弹性固体，这样应力理论中几乎普遍采用此理想模型。

由于求解过程异常复杂，在此仅挑选一些结果进行叙述。半空间如图2-2所示，我们选取 ， 点是载荷作用域S内的任意一点。 t t 点是体内任意一点， t 表面任意一点，则 CA 之间的距离为： (2-3)引入满足 Laplace 方程的势函数 、 、 : s t (2-4) st st式中拉普拉斯方程（Laplace’s equation）又可以称作调和方程、位势方程，其在在电磁学、天文学、热力学和流体力学等领域经常应用。继续定义势函数 F、G、H：F s t ln (2-5a)G s t lnH s t ln现在我们令： (2-5b)

【参考文献】：
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本文编号：3013571