針對某一現(xiàn)有2 MW風力機葉片,分析其葉根幾何形狀及鋪層結構,并設定葉根連接各金屬件幾何尺寸,通過MATLAB編程并結合ANSYS二次開發(fā)建立風力機葉片葉根連接參數(shù)化幾何模型,同時自動進行材料屬性設置、網(wǎng)格劃分及接觸設置�；贕L 2010標準載荷計算結果,提煉出葉根極限載荷工況,同時在最大葉根螺栓預緊力工況下,按載荷步自動對模型進行非線性求解,從而得到極限載荷下的螺栓載荷因子。通過VDI 2230對葉片葉根螺栓進行靜強度校核,同時考慮鉆孔區(qū)域的應力集中效應,對葉根復合材料部分的靜強度進行校核分析,校核結果表明,該葉根連接設計能夠滿足極限載荷條件。該研究全面分析了葉根連接各部件的靜態(tài)性能,并為后續(xù)葉片葉根連接的設計優(yōu)化奠定了基礎。 

【文章來源】：復合材料科學與工程. 2020,(08)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

葉根連接結構圖

根據(jù)表2中的載荷和節(jié)圓尺寸參數(shù),通過公式(1)可以推導出葉片葉根整圈螺栓的載荷分布,如圖2所示。一般葉根0～1 m區(qū)間為純圓柱段,在根部具有幾何對稱性,同時從圖2中可以得知,葉片葉根螺栓載荷也具有周期對稱特征,在既定的起始角度下,第N/4和3N/4顆螺栓承受載荷最大,第0和N/2顆螺栓承受載荷最小。通常在實際校核計算過程中,為了保證葉片葉根連接螺栓的安全可靠性,同時考慮VDI 2230和GL 2010標準要求,取最極端根部載荷對葉根連接各部件的靜強度進行校核分析。

表2 葉片葉根連接幾何參數(shù)Table 2 Blade root connection geometry parameters 參數(shù)化項目 符 號 單 位 具體數(shù)值 葉根節(jié)圓直徑 D mm 2300 葉根螺栓個數(shù) N - 64 葉根玻璃鋼徑向孔直徑 D1 mm 64 葉根金屬法蘭厚度 L mm 15 葉根螺栓細腰直徑 d0 mm 28 徑向孔中心到端面距離 L1 mm 180 變槳軸承軸向孔孔徑 d mm 39 變槳軸承內(nèi)圈內(nèi)徑 ?d1 mm 1936 變槳軸承內(nèi)圈外徑 ?d2 mm 2229 變槳軸承外圈節(jié)圓直徑 ?D mm 2348 變槳軸承外圈內(nèi)徑 ?D1 mm 2234 變槳軸承外圈外徑 ?D2 mm 2446 軸承內(nèi)外圈相對距離 h mm 10 軸承滾珠中心定位距離 h1 mm 53.5 軸承內(nèi)外滾珠中心距離 h2 mm 80 變槳軸承外圈厚度 H1 mm 184 變槳軸承內(nèi)圈厚度 H2 mm 1844.2 有限元前處理

【參考文獻】：
期刊論文
[1]風電葉片葉根連接載荷對比分析[J]. 史俊虎,林明,吳勝軍,熊剛.  玻璃鋼/復合材料. 2015(05)
[2]基于參數(shù)化建模的風力機葉片性能分析[J]. 陳進,馬金成,郭小鋒,孫振業(yè).  東北大學學報(自然科學版). 2014(12)
[3]VDI2230在風機螺栓分析中的應用[J]. 鄭大周,王兵,莫爾兵,陸瑞.  東方汽輪機. 2013(02)
[4]風力發(fā)電機葉片根部的有限元建模研究[J]. 潘燕環(huán),徐加初,王璠,周偉華.  中北大學學報(自然科學版). 2010(04)

碩士論文
[1]風力發(fā)電機葉片葉根的受力性能研究[D]. 周新坪.重慶交通大學 2017



本文編號：3401936