本文關(guān)鍵詞：風力機葉片涂層沖蝕磨損過程中的接觸力學性能研究

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【摘要】：隨著化石資源的逐漸枯竭,新能源風力發(fā)電技術(shù)得到了極大的推崇與發(fā)展,而內(nèi)蒙古擁有著得天獨厚的風力資源,但是頻繁的風沙天氣使高速旋轉(zhuǎn)下的風力機葉片涂層沖蝕磨損嚴重,導致了葉片的使用壽命縮短且風電場的運營維護成本增加。針對內(nèi)蒙古特殊的地理環(huán)境,本文研究了風力機葉片涂層在挾沙風沖蝕磨損過程中的接觸力學性能�；贖ertz理論分析推導出沙粒沖蝕涂層過程中法向、切向的接觸力學公式,并分析得出在沖蝕速度和挾沙量取值條件相同的情況下,法向應力隨著沖蝕角度的增大而增大,切向應力隨著沖蝕角度的增大而減小,切向接觸力總是在沖蝕角度為30。時取值最大。使用ANSYS有限元軟件仿真模擬沙粒沖蝕葉片涂層時接觸力的變化情況,模擬結(jié)果得出沙粒沖蝕涂層中心位置處的應力值最大,產(chǎn)生的應力從涂層的沖蝕中心處以波的形式逐漸向外擴展,應力值也逐漸變小。采用A401薄膜壓力傳感器在沖蝕磨損試驗臺上對軟件模擬模型進行試驗驗證,測試出挾沙量、沖蝕速度及沖蝕角度取值不同時葉片涂層被挾沙風沖蝕的接觸力值。通過采用理論推導計算、ANSYS/LS-DYNA仿真模擬和試驗驗證相結(jié)合的研究方法,分析風力機葉片涂層沖蝕磨損過程中的接觸力學性能,更進一步地為風力機葉片涂層的改進及優(yōu)化提供了一定的科學依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：葉片涂層 沖蝕磨損 力學模型 LS-DYNA仿真
【學位授予單位】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM315;TG174.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 引言9-14
• 1.1 研究背景和意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究概況10-12
• 1.2.1 國外對各材料沖蝕磨損過程的研究10-11
• 1.2.2 國內(nèi)對材料沖蝕過程中的力學性能研究11-12
• 1.3 存在的主要問題12-13
• 1.4 研究內(nèi)容13-14
• 2 聚氨酯的單向拉伸試驗14-19
• 2.1 拉伸樣品的制作14-15
• 2.2 拉伸試驗的過程15-16
• 2.3 試驗結(jié)果及數(shù)據(jù)的分析處理16-17
• 2.4 拉伸樣品的斷口形貌分析17-18
• 2.5 試驗注意事項18-19
• 3 理論分析沙粒沖蝕葉片涂層的接觸力19-30
• 3.1 沖蝕涂層的主要力學參數(shù)19-20
• 3.2 挾沙風沖蝕風機葉片涂層法向接觸力學分析20-26
• 3.2.1 Hertz理論20-21
• 3.2.2 建立力學模型及法向接觸力的理論分析21-22
• 3.2.3 分析計算法向接觸力的變化規(guī)律22-26
• 3.3 挾沙風沖蝕葉片涂層切向接觸力學分析26-30
• 3.3.1 切向接觸力學的理論分析26-27
• 3.3.2 分析計算切向接觸力的變化規(guī)律27-30
• 4 有限元仿真模擬分析30-47
• 4.1 仿真分析軟件的介紹30-31
• 4.2 建立沙粒沖蝕涂層的有限元模型31
• 4.3 仿真結(jié)果分析及討論31-47
• 4.3.1 沖蝕角度單因素仿真模擬分析31-36
• 4.3.2 沖蝕速度單因素仿真模擬分析36-41
• 4.3.3 挾沙量單因素仿真模擬分析41-47
• 5 風力機葉片涂層接觸力試驗測定47-55
• 5.1 試驗臺的結(jié)構(gòu)組成及控制原理47-48
• 5.2 接觸力試驗的硬件選型48-51
• 5.2.1 數(shù)顯式推壓力計的選擇48-49
• 5.2.2 薄膜壓力傳感器的選擇49-50
• 5.2.3 測試系統(tǒng)50-51
• 5.3 測取接觸力試驗51-54
• 5.3.1 薄膜壓力傳感器的標定復測試驗51-52
• 5.3.2 測試接觸力52-53
• 5.3.3 試驗注意事項及誤差原因53-54
• 5.4 試驗測試及有限元模擬的接觸力誤差分析54-55
• 6 結(jié)論與展望55-56
• 6.1 結(jié)論55
• 6.2 展望55-56
• 致謝56-57
• 參考文獻57-61
• 作者簡介61

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