本文關(guān)鍵詞：復(fù)合材料風(fēng)電葉片力學(xué)性能研究

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【摘要】：風(fēng)力發(fā)電機(jī)經(jīng)常要在復(fù)雜多變的自然環(huán)境中運(yùn)行,承受變化的氣動(dòng)載荷,而風(fēng)電葉片作為一種弦向短、展向長(zhǎng)、柔性好的細(xì)長(zhǎng)彈性體,容易在外界風(fēng)載激勵(lì)下發(fā)生共振。隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)的大型化,葉片作為其核心部件,重量和長(zhǎng)度的增加使得對(duì)其材料性能和結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性的研究顯得非常重要。首先,結(jié)合實(shí)驗(yàn)和細(xì)觀力學(xué)有限元法分析了風(fēng)電葉片所用復(fù)合材料的力學(xué)性能。制備玻璃纖維復(fù)合材料試件,在材料試件機(jī)中對(duì)不同鋪層的試件進(jìn)行拉伸試驗(yàn),得到材料的彈性常數(shù)、破壞強(qiáng)度以及破壞;運(yùn)用細(xì)觀力學(xué)有限元方法建立復(fù)合材料有限元單胞模型,研究纖維截面形狀、纖維排布方式、界面模量和孔隙率對(duì)材料性能的影響,對(duì)風(fēng)電葉片的加工制造提供一定的參考。其次,針對(duì)廠家提供的某型號(hào)風(fēng)電葉片實(shí)物,測(cè)量其尺寸數(shù)據(jù)并對(duì)葉片進(jìn)行關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)的求解,在三維軟件中建立葉片模型并導(dǎo)入有限元軟件中進(jìn)行網(wǎng)格劃分以及邊界條件施加,完成離心載荷下葉片的預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析,求解出風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片各階固有頻率和振型圖并與靜止?fàn)顟B(tài)的葉片振動(dòng)模態(tài)進(jìn)行對(duì)比,研究葉片的運(yùn)動(dòng)中應(yīng)力剛化效應(yīng)對(duì)對(duì)其模態(tài)頻率的影響。最后,運(yùn)用雙向流固耦合法,在計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)軟件中對(duì)葉片在風(fēng)場(chǎng)中的運(yùn)行情況進(jìn)行模擬分析,研究結(jié)構(gòu)與流動(dòng)空氣的相互影響機(jī)制,獲得了葉片表面的風(fēng)壓分布,并將計(jì)算的風(fēng)壓分布結(jié)果導(dǎo)入有限元軟件進(jìn)行葉片結(jié)構(gòu)靜力分析。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM315;TB33

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本文編號(hào)：1208346