周期性及气动荷载对风力机叶片动力特性影响研究

发布时间：2020-05-01 14:18

【摘要】：本论文主要研究了风力机叶片运营过程中周期性荷载以及气动荷载对其基本动力特性的影响;理论分析了上述两种荷载对叶片基本动力特性影响的原理,通过对一个额定功率300W的小型风力机叶片在不同风速、转速和损伤状态下的模态试验,对上述理论进行了验证。论文主要内容如下: (1)理论分析了重力、动不平衡导致的离心合力以及其他周期性荷载在叶片旋转过程中对叶片动力特性的影响,给出了上述荷载的具体表达式;推导了典型叶片截面受到的气动阻尼,定性分析了气动力对风力机叶片动力特性,主要是总的系统的阻尼的影响,并分析了结构频率发生改变的原因。 (2)试验系统地设计和完成了一个额定功率为300W的小型风力机在不同风速、转速和损伤状态下的模态试验。对风力机的各部件(塔架、叶片,叶轮)以及整机在不同风速、转速和不同损伤状态下的振动进行了测试;分别采用电滑环和光滑环对上述传感器数据进行了传输和采集。通过对加速度信号的初步分析,发现并解释了叶片振动信号中的均匀分布频率的现象。 (3)通过对试验数据的进一步分析以及第二章的理论分析,对非转动和转动状态下观测到的频率均布的现象进行了解释;根据气动阻尼的表达式,并结合升阻力系数曲线,定性解释了气动力对风力机叶片模态参数的影响;对光纤光栅应变信号进行分析,发现光纤光栅应变传感器对本试验中模拟的损伤较为敏感,可以用其对运行状态下的风力机叶片进行此类损伤监测。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TK83

【引证文献】