本文關(guān)鍵詞：兆瓦級(jí)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組復(fù)合材料葉片結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著人們和社會(huì)對(duì)用電需求的增加,使得對(duì)風(fēng)電容量的要求也不斷增加。因此人們開(kāi)始嘗試開(kāi)發(fā)大型的風(fēng)力機(jī)以供應(yīng)用電需求,這就需要對(duì)葉片的要求也增加。作為風(fēng)力機(jī)的核心部分葉片,它的長(zhǎng)度和重量制約著風(fēng)力機(jī)的安全和經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。葉片的研究關(guān)系到風(fēng)電機(jī)組的使用程度,而且對(duì)其使用性能有著不可忽視的作用。中國(guó)是能源的主要消費(fèi)國(guó),近年來(lái),風(fēng)電由于政府的支持而快速發(fā)展,但和風(fēng)力發(fā)電發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)相比,兆瓦以上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)參考進(jìn)口,特別是風(fēng)電關(guān)鍵部件葉片基本依賴(lài)于國(guó)外技術(shù)。因此,研究屬于國(guó)家自己的風(fēng)電技術(shù),加強(qiáng)風(fēng)能源的開(kāi)發(fā)利用已成為當(dāng)務(wù)之急。本課題來(lái)源蘭州市科技局計(jì)劃項(xiàng)目“兆瓦級(jí)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究”(2013-4-11)。關(guān)鍵是針對(duì)葉片設(shè)計(jì)的研究,其核心內(nèi)容是:首先,依據(jù)葉片設(shè)計(jì)的基本理論和方法,對(duì)其進(jìn)行初步基本的氣動(dòng)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。結(jié)合UG三維軟件對(duì)風(fēng)力機(jī)葉片進(jìn)行三維實(shí)體建模,為葉片的有限元分析以及鋪層優(yōu)化工作打好基礎(chǔ)。其次,通過(guò)有限元軟件建立葉片有限元模型。根據(jù)有限元分析理論對(duì)葉片分別進(jìn)行靜強(qiáng)度分析、模態(tài)分析和穩(wěn)定性分析,確保設(shè)計(jì)的葉片符合強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等要求。最后,在葉片鋪層理論的基礎(chǔ)上對(duì)葉片的剪切腹板和蒙皮進(jìn)行鋪層優(yōu)化,使葉片可以更好地適應(yīng)其實(shí)際運(yùn)行環(huán)境。本課題通對(duì)葉片的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì),并對(duì)其部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化,最后通過(guò)分析得出所設(shè)計(jì)的葉片滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,并且優(yōu)化后的葉片可以更好適應(yīng)環(huán)境。
【關(guān)鍵詞】：風(fēng)力機(jī)葉片 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 有限元分析 鋪層優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM315
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-12
• 第1章 緒論12-19
• 1.1 選題背景12-13
• 1.2 風(fēng)力機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r13-16
• 1.2.1 風(fēng)力機(jī)國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r13-14
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)風(fēng)電發(fā)展?fàn)顩r14-16
• 1.3 風(fēng)力機(jī)葉片國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3.1 風(fēng)力機(jī)葉片國(guó)外研究現(xiàn)狀16
• 1.3.2 風(fēng)機(jī)葉片國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 復(fù)合材料風(fēng)電葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)研究現(xiàn)狀17
• 1.5 本課題研究意義17
• 1.6 本課題研究主要內(nèi)容17-18
• 1.7 本章小結(jié)18-19
• 第2章 風(fēng)力機(jī)葉片設(shè)計(jì)基礎(chǔ)19-22
• 2.1 設(shè)計(jì)概述19
• 2.2 基本設(shè)計(jì)過(guò)程與內(nèi)容19-20
• 2.3 葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容20
• 2.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求20-21
• 2.5 本章小結(jié)21-22
• 第3章 復(fù)合材料風(fēng)力機(jī)葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)22-40
• 3.1 葉片材料選擇22-23
• 3.2 葉片剖面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)23-25
• 3.2.1 剖面的結(jié)構(gòu)形式23-24
• 3.2.2 剖面幾何特性24-25
• 3.3 葉片鋪層設(shè)計(jì)25-30
• 3.3.1 經(jīng)典層合板理論25-27
• 3.3.2 鋪層設(shè)計(jì)原則27-28
• 3.3.3 鋪層設(shè)計(jì)過(guò)程28
• 3.3.4 強(qiáng)度設(shè)計(jì)28-30
• 3.4 葉片載荷分析30-34
• 3.4.1 載荷劃分30
• 3.4.2 氣動(dòng)載荷30-32
• 3.4.3 重力載荷32-33
• 3.4.4 離心力載荷33-34
• 3.5 風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)載荷34-39
• 3.5.1 設(shè)計(jì)工況35-38
• 3.5.2 設(shè)計(jì)載荷與使用載荷38
• 3.5.3 局部載荷安全系數(shù)38-39
• 3.6 本章小結(jié)39-40
• 第4章 風(fēng)力機(jī)葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)40-63
• 4.1 葉片結(jié)構(gòu)分析的有限元理論40-43
• 4.1.1 靜強(qiáng)度分析40-41
• 4.1.2 模態(tài)分析41-42
• 4.1.3 穩(wěn)定性分析42-43
• 4.2 葉片的有限元模型43-54
• 4.2.1 葉片的氣動(dòng)外形44-47
• 4.2.2 實(shí)體模型的建立47-49
• 4.2.3 有限元模型的建立49-54
• 4.3 葉片的結(jié)構(gòu)分析54-61
• 4.3.1 葉片結(jié)構(gòu)的靜強(qiáng)度分析54-57
• 4.3.2 葉片結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析57-59
• 4.3.3 葉片結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析59-61
• 4.4 本章小結(jié)61-63
• 第5章 風(fēng)力機(jī)葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化63-70
• 5.1 剪切腹板鋪層優(yōu)化64-66
• 5.2 葉片蒙皮優(yōu)化66-69
• 5.3 本章小結(jié)69-70
• 第6章 結(jié)論與展望70-72
• 6.1 結(jié)論70
• 6.2 展望70-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 致謝76-77
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄77

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1 張劍鋒,劉思永;水平軸風(fēng)力渦輪性能的升力線算法[J];太陽(yáng)能學(xué)報(bào);1997年01期

2 張劍鋒,劉思永;水平軸風(fēng)力渦輪性能的改進(jìn)升力線算法[J];太陽(yáng)能學(xué)報(bào);1997年02期

3 李軍向;薛忠民;王繼輝;;水平軸風(fēng)機(jī)氣動(dòng)性能影響因素研究(英文)[J];玻璃鋼/復(fù)合材料;2008年06期

4 金鴻年;;水平軸強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)[J];混凝土及建筑構(gòu)件;1981年02期

5 蔡維克;質(zhì)點(diǎn)在繞水平軸等速旋轉(zhuǎn)一般柱面型葉片上運(yùn)動(dòng)的微分方程[J];四川工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);1984年02期

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本文編號(hào)：454369