大型风力机穿孔阻尼叶片结构抑颤特性研究

发布时间：2021-03-10 20:36

　　随着能源安全问题的日益突出,风能作为一种绿色可再生新能源,已在全球范围内得到快速发展,且继续朝着单机大功率化方向发展。叶片作为风力机中最基础和最关键的部件,其发展也越来越柔细化。在复杂外载相互作用下,叶片各模态之间易发生振动耦合,并随叶片的长展而愈加突出。叶片的颤振引发的交变应力会使叶片产生疲劳裂纹甚至断裂。因此,长展型叶片颤振抑制就成为现代大型风力机研发过程中亟待解决的新课题。针对柔细叶片的颤振问题,本文所做的主要工作如下:1、调研了国内外风电行业发展现状和现代风力机研究进展,指出了风力发电机在大型化发展过程中,其叶片存在的颤振问题及抑颤技术研究现状。2、从调节风力机叶片结构阻尼和结构刚度的角度出发,提出了穿孔阻尼抑颤结构风力机叶片,并基于约束阻尼结构理论推导出了穿孔阻尼结构风力机叶片的结构损耗因子、刚度参数、剪切参数等,详细讨论了穿孔参数的变化对叶片结构性能的影响。3、通过建立叶片的弯扭耦合振动模型和翼型微单元变形模型,对穿孔阻尼结构叶片模型的结构稳定性及抑颤性能进行了研究,并讨论了穿孔阻尼结构风力机叶片气动弹性颤振机理。4、根据某风场1500 kW风力机叶片设计参数,并结合等效质... 

【文章来源】：太原科技大学山西省

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

全球新增和累计风电装机容量0100000200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015

我国新增和累计风电装机容量02000020052006200720082009201020112012201320142015

图 2.4 升力系数 Cl和阻力系数 Cd随攻角 α 的变化趋势图Fig. 2.4 The change trend of Cland Cdwith the r/R，在一定的雷诺数条件下，随着攻角的变化，翼型的升力。在攻角较小时，翼型的升力系数呈现出了线性增长趋势数随之下降；同时，在攻角较小时，阻力系数也较小，，阻力系数则随之增大，且增加较为明显。实际上，上述翼型所受气动升力和气动阻力的变化趋势。力机叶片来说，只需考虑平行于风力机叶片旋转平面的推理 PN。由角度关系，可得：cos sinsin cosNTP L φ D φP L φ D φì= +í= -

【参考文献】：
期刊论文
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[2]基于Floquet理论的旋转风机叶片动力失速气弹稳定性研究[J]. 李迺璐,穆安乐,Balas M J.  振动与冲击. 2015(24)
[3]基于B-L气动模型的旋转水平风机叶片经典颤振稳定性分析[J]. 李迺璐,穆安乐,Balas M J.  振动与冲击. 2015(23)
[4]水平轴风力机柔性叶片气弹耦合分析[J]. 李德源,莫文威,夏鸿建,吕文阁,刘雄.  太阳能学报. 2015(03)
[5]风力机叶片阻尼抑颤特性分析[J]. 韩斌慧,孙大刚,李占龙,章新,郭锦.  太阳能学报. 2014(07)
[6]基于多体模型的水平轴风力机气弹耦合分析[J]. 李德源,莫文威,严修红,张湘伟.  机械工程学报. 2014(12)
[7]水平轴风力机柔性叶片气动弹性响应分析[J]. 陈严,张林伟,刘雄,叶枝全.  太阳能学报. 2014(01)
[8]大型水平轴风力机组混合多体模型研究[J]. 李德源,袁茂圣,吕文阁,成思源.  太阳能学报. 2013(11)
[9]水平轴风力机柔性叶片多体动力学建模与动力特性分析[J]. 莫文威,李德源,夏鸿建,吕文阁.  振动与冲击. 2013(22)
[10]风力机叶片三维模型颤振问题[J]. 王伟,廖明夫,Martin Kühn.  噪声与振动控制. 2013(05)

博士论文
[1]随机风作用下风力发电机齿轮传动系统动力学及动态可靠性研究[D]. 周志刚.重庆大学 2012
[2]大型风电叶片结构设计方法研究[D]. 马志勇.华北电力大学（北京） 2011

硕士论文
[1]变风载下2.5MW风电增速器行星轮系动力学特性分析[D]. 薛丹.宁夏大学 2015
[2]嵌入式共固化穿孔阻尼薄膜复合材料结构动力学性能及其优化[D]. 王辉.青岛理工大学 2013
[3]风力机叶片设计和颤振分析[D]. 刘虎平.西北工业大学 2005



本文编号：3075246