本文關(guān)鍵詞：1.5MW風(fēng)機(jī)葉片有限元建模及輕量化設(shè)計(jì)

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【摘要】：葉片的大型化,不僅提高了風(fēng)機(jī)的效能,更降低了單位發(fā)電量的發(fā)電成本。發(fā)展風(fēng)力發(fā)電技術(shù)對(duì)于當(dāng)今能源行業(yè)來說勢(shì)在必行,隨著風(fēng)機(jī)技術(shù)的不斷完善和發(fā)展,機(jī)組裝機(jī)容量也不斷增長,這就要求風(fēng)機(jī)葉輪的捕風(fēng)面積不斷擴(kuò)大,葉輪的捕風(fēng)面積與葉片半徑的平方約成正比關(guān)系,葉片長度增加一倍,風(fēng)機(jī)的捕風(fēng)面積可以比原來的風(fēng)機(jī)增加三倍。葉片尺寸的增加,使得葉片的質(zhì)量對(duì)葉片的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。本文介紹了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主要分類和基本工作原理,討論了用于進(jìn)行風(fēng)機(jī)葉片設(shè)計(jì)的基本數(shù)學(xué)理論模型,基于這些基本模型,得出葉片設(shè)計(jì)的一般方法。分析了風(fēng)機(jī)在運(yùn)行過程中所受的載荷來源以及理論計(jì)算,基于數(shù)學(xué)基本理論,計(jì)算了設(shè)計(jì)工況下風(fēng)機(jī)(1.5MW, NACA-4412翼型)的葉片基本幾何參數(shù),通過Profili葉片設(shè)計(jì)軟件求得NACA-4412翼型的上下表面坐標(biāo),結(jié)合風(fēng)機(jī)理論求出的實(shí)際翼弦和扭角,將其轉(zhuǎn)換為設(shè)計(jì)需要的尺寸,進(jìn)一步通過坐標(biāo)變換模型,將二維數(shù)據(jù)點(diǎn)轉(zhuǎn)移到三維空間。利用Solidworks強(qiáng)大的曲面三維空間造型功能,對(duì)設(shè)計(jì)的葉片進(jìn)行三維建模,通過Simulation算例分析,對(duì)葉片三維模型進(jìn)行應(yīng)力、應(yīng)變、以及振動(dòng)模態(tài)的分析。利用M ATLAB對(duì)葉片展向的弦長以及扭角進(jìn)行擬合改進(jìn),得到擬合公式,對(duì)擬合改進(jìn)后的葉片進(jìn)行鋪層設(shè)計(jì),重新建模,與原有葉片對(duì)比分析應(yīng)力應(yīng)變、振動(dòng)模態(tài)分布情況,改進(jìn)的模型能夠保證葉片基本力學(xué)性能,實(shí)現(xiàn)了大型葉片的輕量化設(shè)計(jì)的目的。
【關(guān)鍵詞】：大型風(fēng)機(jī)葉片 Profili 擬合改進(jìn) 鋪層設(shè)計(jì) Solidworks 有限元分析 輕量化
【學(xué)位授予單位】：遼寧工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM315
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-15
• 1.1 本課題的提出10-11
• 1.2 風(fēng)機(jī)葉片研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 研究內(nèi)容及意義13-15
• 2 風(fēng)機(jī)概述及葉片設(shè)計(jì)基本原理15-30
• 2.1 風(fēng)機(jī)類型與基本參數(shù)15-17
• 2.2 葉片設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)風(fēng)機(jī)功率的影響17-21
• 2.3 葉片設(shè)計(jì)基本理論21-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 3 1.5MW風(fēng)力機(jī)葉片的設(shè)計(jì)30-45
• 3.1 風(fēng)機(jī)葉片的載荷30-34
• 3.2 葉片運(yùn)行的風(fēng)速34-35
• 3.3 風(fēng)機(jī)葉片的幾何尺寸的計(jì)算35-42
• 3.3.1 葉片展長和葉尖速比的確定36-38
• 3.3.2 葉片不同旋轉(zhuǎn)半徑處弦長和扭角的確定38-40
• 3.3.3 翼型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換40-42
• 3.4 Solidworks三維建模42-44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 4 葉片輕量化設(shè)計(jì)45-56
• 4.1 葉片的設(shè)計(jì)原則45-48
• 4.1.1 葉片強(qiáng)度45-48
• 4.1.2 葉片鋪層材料要求48
• 4.2 葉片幾何尺寸的擬合改進(jìn)48-49
• 4.2.1 葉片弦長的MATLAB擬合改進(jìn)48-49
• 4.3 葉片鋪層設(shè)計(jì)49-55
• 4.3.1 葉片鋪層材料49
• 4.3.2 鋪層設(shè)計(jì)49-51
• 4.3.3 鋪層改進(jìn)51-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 5 風(fēng)機(jī)葉片的有限元分析56-65
• 5.1 靜力學(xué)分析56-58
• 5.1.1 靜應(yīng)力求解過程56-57
• 5.1.2 靜應(yīng)力分析結(jié)果57-58
• 5.2 振動(dòng)模態(tài)分析58-62
• 5.3 流場(chǎng)分析62-64
• 5.3.1 建立葉輪有限元模型62
• 5.3.2 流場(chǎng)分析步驟62-63
• 5.3.3 流場(chǎng)分析結(jié)果63-64
• 5.4 本章小結(jié)64-65
• 6 結(jié)論與展望65-66
• 6.1 結(jié)論65
• 6.2 展望65-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 作者簡歷70-72
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集72

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王崢;顧桂梅;汪芳莉;;風(fēng)力機(jī)葉片設(shè)計(jì)和三維實(shí)體建模研究[J];玻璃鋼/復(fù)合材料;2014年06期

2 李志敏;李春;高偉;武玉龍;;大型風(fēng)力機(jī)復(fù)合材料葉片鋪層設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)特性研究[J];現(xiàn)代制造工程;2014年03期

3 馮消冰;黃海;王偉;;大型風(fēng)機(jī)復(fù)合材料葉片鋪層優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];玻璃鋼/復(fù)合材料;2013年03期

4 ;Large-scale wind turbine blade design and aerodynamic analysis[J];Chinese Science Bulletin;2012年05期

5 許曉燕;顏鴻斌;李東;安明康;蔡建強(qiáng);;風(fēng)機(jī)葉片靜載荷和模態(tài)測(cè)試技術(shù)[J];宇航材料工藝;2011年02期

6 劉旺玉;張勇;;柔性風(fēng)力機(jī)葉片主梁彎扭耦合設(shè)計(jì)[J];華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年12期

7 汪強(qiáng);張?jiān)?;基于翼型剖面重心調(diào)節(jié)的風(fēng)機(jī)葉片優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];航空工程進(jìn)展;2010年02期

8 靳交通;彭超義;潘利劍;曾竟成;;大型風(fēng)機(jī)葉片氣動(dòng)外形參數(shù)計(jì)算及三維建模方法[J];機(jī)械設(shè)計(jì);2010年05期

9 ;Calculation and characteristics analysis of blade pitch loads for large scale wind turbines[J];Science China(Technological Sciences);2010年05期

10 程兆雪;李仁年;楊從新;胡文瑞;;Criterion of aerodynamic performance of large-scale offshore horizontal axis wind turbines[J];Applied Mathematics and Mechanics(English Edition);2010年01期

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本文編號(hào)：791853