【摘要】：隨著社會的不斷發(fā)展,人們對能源的需求也日益增加,煤、石油等能源急劇減少,發(fā)展和利用新型可再生能源已迫在眉睫。而風能作為一種取之不盡、用之不竭、無污染的新型能源被得到認可,利用風力機發(fā)電在許多國家已經(jīng)開展起來。典型的大型風力機葉片多采用閉合薄壁式復合材料結(jié)構(gòu),并且在航空航天結(jié)構(gòu)中也廣泛應(yīng)用,現(xiàn)代新型直升機旋翼系統(tǒng)的槳葉就采用復合材料薄壁結(jié)構(gòu),因此,復合材料閉合薄壁梁結(jié)構(gòu)研究具有重要價值,對推進綠色能源的有效利用具有十分重要的意義。 本文首先研究了單閉室復合材料薄壁梁的1D耦合自由振動,基于Hamilton原理并結(jié)合復合材料薄壁梁的二維截面內(nèi)力(矩)與位移(轉(zhuǎn)角)關(guān)系方程,導出單閉室截面復合材料薄壁梁的1D耦合自由振動分析模型,采用Galerkin法求解振動模型,獲得了薄壁梁的第一階揮舞彎曲為主和第一階扭轉(zhuǎn)為主振動固有頻率的近似解。其次,采用復合材料剛度和阻尼的細觀力學理論分別計算復合材料單層的偏軸剛度與偏軸阻尼特性,并在任意變形模式下,計算復合材料閉合薄壁梁的耗散能。第三,采用最大應(yīng)變能理論導出復合材料薄壁梁等效模態(tài)阻尼比的計算公式,在復合材料閉合薄壁梁阻尼數(shù)值分析過程中,討論了纖維鋪層角、薄壁梁長寬比以及截面寬高比對薄壁梁的阻尼性能的影響。研究表明,復合材料閉合薄壁梁的模態(tài)阻尼隨纖維鋪設(shè)角的變化而變化,能夠產(chǎn)生明顯的影響,而且在預測梁的模態(tài)阻尼比時必須考慮橫截面寬高比的影響,但是梁的長寬比對薄壁梁的模態(tài)阻尼沒有明顯影響。 最后,描述了風力機葉片復合材料試樣制作實驗的具體步驟,介紹了動態(tài)熱機械分析儀的使用原理,給出復合材料組分的耗散因子和儲能模量表達式,通過DMA測試風力機葉片復合材料試樣的耗散因子和儲能模量。
【圖文】：

2.2.1位移場為了便于分析，需要建立三個坐標系:復合材料閉合薄壁梁的旋轉(zhuǎn)坐標系(x，y，z)圖2.1所示;y=只s)，:=z(s)表示在y、Z平面笛卡爾直角坐標下的封閉曲線r，橫截面局部坐標系(x，叮，約，其中叮和g是薄壁梁橫截面的慣性主軸;局部坐標系(x，，:，豹如圖2.2所示。復合材料顫圖2.2薄壁梁橫截面與局部坐標系 Fig2.2Thin一 walledbeamserosssectionandeoordinatesystems薄壁梁的旋轉(zhuǎn)坐標系(x，夕，:)和橫截面局部坐標系(x，。，約之間關(guān)系[28]:

圖2.1所示;y=只s)，:=z(s)表示在y、Z平面笛卡爾直角坐標下的封閉曲線r，橫截面局部坐標系(x，叮，約，其中叮和g是薄壁梁橫截面的慣性主軸;局部坐標系(x，:，豹如圖2.2所示。復合材料顫圖2.2薄壁梁橫截面與局部坐標系 Fig2.2Thin一 walledbeamserosssectionandeoordinatesystems薄壁梁的旋轉(zhuǎn)坐標系(x，夕，:)和橫截面局部坐標系(x，。，約之間關(guān)系[28]:
【學位授予單位】：山東科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TK83;TB33

【參考文獻】

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1 秦亞萍,劉子如,孔揚輝,陰翠梅,張沛;高聚物的低溫動態(tài)力學性能[J];火炸藥學報;1999年02期

2 陳紹杰;申振華;徐鶴山;;復合材料與風力機葉片[J];玻璃鋼/復合材料;2008年02期

3 顧健;武高輝;;新型阻尼材料的研究進展[J];材料導報;2006年12期

4 任勇生,秦惠增;SMA混雜復合材料單層的被動阻尼[J];工程力學;2002年02期

5 趙稼祥;復合材料在風力發(fā)電上的應(yīng)用[J];高科技纖維與應(yīng)用;2003年04期

6 任勇生;杜向紅;姚文莉;楊樹蓮;;旋轉(zhuǎn)SMA纖維混雜復合材料薄壁梁的自由振動[J];固體力學學報;2011年03期

7 任勇生,張曉梅,邵兵;含SMA約束層的復合材料矩形板的阻尼能力分析[J];機械強度;2002年03期

8 鄧友娥,章文貢;動態(tài)機械熱分析技術(shù)在高聚物性能研究中的應(yīng)用[J];實驗室研究與探索;2002年01期

9 任勇生;杜向紅;楊樹蓮;;風力機復合材料柔性葉片的顫振分析[J];振動與沖擊;2011年09期

10 任勇生;杜向紅;孫雙雙;騰祥萌;;單閉室復合材料薄壁梁的結(jié)構(gòu)阻尼[J];振動與沖擊;2012年03期

本文編號：2669257