【摘要】：風(fēng)能作為一種清潔可再生能源,受到人們的廣泛關(guān)注。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)較為成熟、可規(guī)模化開(kāi)發(fā),具有廣闊的商業(yè)化發(fā)展前景。風(fēng)力機(jī)的結(jié)構(gòu)特性、動(dòng)力學(xué)特性和穩(wěn)定性等問(wèn)題是風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)研究的關(guān)鍵。 本文將風(fēng)力機(jī)葉片簡(jiǎn)化為細(xì)長(zhǎng)薄壁梁,首先研究了具有幾何非線性的復(fù)合材料箱型薄壁梁的靜變形特征,并以此為基礎(chǔ),將形狀記憶合金(SMA)纖維埋入薄壁梁,進(jìn)一步研究在溫度的激勵(lì)下SMA纖維對(duì)于薄壁梁變形特性的影響規(guī)律。 對(duì)于薄壁梁靜變形,首先基于變分漸進(jìn)法(VAM)并結(jié)合層合復(fù)合材料宏觀力學(xué)理論,導(dǎo)出薄壁梁二維任意截面剛度矩陣。然后給出薄壁梁的幾何非線性方程具體形式,由虛功原理得出含有非線性分量的廣義截面內(nèi)力,并通過(guò)積分得出薄壁梁非線性平衡方程。最后采用Galerkin法對(duì)方程做近似處理,利用增量Newton-Raphson法對(duì)方程組迭代求解。針對(duì)兩種典型截面薄壁梁進(jìn)行數(shù)值分析,研究具有幾何非線性的薄壁梁的靜變形隨載荷、鋪層角等變化的規(guī)律,分析了非線性項(xiàng)對(duì)于變形的影響效果。 對(duì)于具有SMA纖維主動(dòng)驅(qū)動(dòng)的薄壁梁,則由Tanaka的SMA應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系和Lin-Rogers的線性化的相變動(dòng)力學(xué)方程,導(dǎo)出在溫度激勵(lì)下SMA纖維誘發(fā)的軸力、彎矩和扭矩表達(dá)式,并將其作用到薄壁梁廣義截面內(nèi)力的線性分量上,得出相應(yīng)的平衡方程。通過(guò)橫向載荷作用下的具有SMA纖維的兩種典型截面薄壁梁的數(shù)值計(jì)算,揭示了激勵(lì)溫度、SMA纖維含量、鋪層角等參數(shù)對(duì)于薄壁梁非線性變形的影響。
【圖文】：

x一y坐標(biāo)中計(jì)算材料的剛度，需要知道單層材料在偏軸方向上的彈性系數(shù)與主方向的彈性系數(shù)之間的關(guān)系。在彈性力學(xué)中，用0表示從x軸轉(zhuǎn)向1軸的角度，逆時(shí)針取為正，如圖2.1，任意坐標(biāo)x一y與坐標(biāo)1一2(即主方向)的關(guān)系如下145]:」一)·…烏」一。…之…」LZ二」LZ:、，」 (2.4)八幾月「氏」__.「CTI」__l_「)J、}一‘}J，{一‘g}匕幾、」L不!2」L(口>()盆...刁一1‘、、，，

本文編號(hào)：2689407