本文關鍵詞：1.5MW風機葉片有限元建模及輕量化設計

  更多相關文章： 大型風機葉片 Profili 擬合改進 鋪層設計 Solidworks 有限元分析 輕量化

【摘要】：葉片的大型化,不僅提高了風機的效能,更降低了單位發(fā)電量的發(fā)電成本。發(fā)展風力發(fā)電技術對于當今能源行業(yè)來說勢在必行,隨著風機技術的不斷完善和發(fā)展,機組裝機容量也不斷增長,這就要求風機葉輪的捕風面積不斷擴大,葉輪的捕風面積與葉片半徑的平方約成正比關系,葉片長度增加一倍,風機的捕風面積可以比原來的風機增加三倍。葉片尺寸的增加,使得葉片的質量對葉片的設計提出了更高的要求。本文介紹了風力發(fā)電機的主要分類和基本工作原理,討論了用于進行風機葉片設計的基本數學理論模型,基于這些基本模型,得出葉片設計的一般方法。分析了風機在運行過程中所受的載荷來源以及理論計算,基于數學基本理論,計算了設計工況下風機(1.5MW, NACA-4412翼型)的葉片基本幾何參數,通過Profili葉片設計軟件求得NACA-4412翼型的上下表面坐標,結合風機理論求出的實際翼弦和扭角,將其轉換為設計需要的尺寸,進一步通過坐標變換模型,將二維數據點轉移到三維空間。利用Solidworks強大的曲面三維空間造型功能,對設計的葉片進行三維建模,通過Simulation算例分析,對葉片三維模型進行應力、應變、以及振動模態(tài)的分析。利用M ATLAB對葉片展向的弦長以及扭角進行擬合改進,得到擬合公式,對擬合改進后的葉片進行鋪層設計,重新建模,與原有葉片對比分析應力應變、振動模態(tài)分布情況,改進的模型能夠保證葉片基本力學性能,實現了大型葉片的輕量化設計的目的。
【關鍵詞】：大型風機葉片 Profili 擬合改進 鋪層設計 Solidworks 有限元分析 輕量化
【學位授予單位】：遼寧工程技術大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：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 風機葉片研究現狀11-13
• 1.3 研究內容及意義13-15
• 2 風機概述及葉片設計基本原理15-30
• 2.1 風機類型與基本參數15-17
• 2.2 葉片設計參數對風機功率的影響17-21
• 2.3 葉片設計基本理論21-29
• 2.4 本章小結29-30
• 3 1.5MW風力機葉片的設計30-45
• 3.1 風機葉片的載荷30-34
• 3.2 葉片運行的風速34-35
• 3.3 風機葉片的幾何尺寸的計算35-42
• 3.3.1 葉片展長和葉尖速比的確定36-38
• 3.3.2 葉片不同旋轉半徑處弦長和扭角的確定38-40
• 3.3.3 翼型數據轉換40-42
• 3.4 Solidworks三維建模42-44
• 3.5 本章小結44-45
• 4 葉片輕量化設計45-56
• 4.1 葉片的設計原則45-48
• 4.1.1 葉片強度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48-49
• 4.2.1 葉片弦長的MATLAB擬合改進48-49
• 4.3 葉片鋪層設計49-55
• 4.3.1 葉片鋪層材料49
• 4.3.2 鋪層設計49-51
• 4.3.3 鋪層改進51-55
• 4.4 本章小結55-56
• 5 風機葉片的有限元分析56-65
• 5.1 靜力學分析56-58
• 5.1.1 靜應力求解過程56-57
• 5.1.2 靜應力分析結果57-58
• 5.2 振動模態(tài)分析58-62
• 5.3 流場分析62-64
• 5.3.1 建立葉輪有限元模型62
• 5.3.2 流場分析步驟62-63
• 5.3.3 流場分析結果63-64
• 5.4 本章小結64-65
• 6 結論與展望65-66
• 6.1 結論65
• 6.2 展望65-66
• 參考文獻66-70
• 作者簡歷70-72
• 學位論文數據集72

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 王崢;顧桂梅;汪芳莉;;風力機葉片設計和三維實體建模研究[J];玻璃鋼/復合材料;2014年06期

2 李志敏;李春;高偉;武玉龍;;大型風力機復合材料葉片鋪層設計及結構特性研究[J];現代制造工程;2014年03期

3 馮消冰;黃海;王偉;;大型風機復合材料葉片鋪層優(yōu)化設計[J];玻璃鋼/復合材料;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;;風機葉片靜載荷和模態(tài)測試技術[J];宇航材料工藝;2011年02期

6 劉旺玉;張勇;;柔性風力機葉片主梁彎扭耦合設計[J];華南理工大學學報(自然科學版);2010年12期

7 汪強;張元明;;基于翼型剖面重心調節(jié)的風機葉片優(yōu)化設計[J];航空工程進展;2010年02期

8 靳交通;彭超義;潘利劍;曾竟成;;大型風機葉片氣動外形參數計算及三維建模方法[J];機械設計;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

，

本文編號：791853