在綠色能源日益被重視的今天,風(fēng)力發(fā)電已在全球范圍內(nèi)得到快速發(fā)展,風(fēng)力發(fā)電技術(shù)已成為各國(guó)學(xué)者研究的熱點(diǎn)。風(fēng)力機(jī)葉片作為風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的重要部件,隨著葉片的大型化,具有良好柔順性的自適應(yīng)葉片必將成為未來(lái)葉片的發(fā)展趨勢(shì)。本文對(duì)具有彎扭耦合的自適應(yīng)葉片的設(shè)計(jì)與評(píng)估作了研究,以及對(duì)借鑒植物葉片柔性結(jié)構(gòu)的風(fēng)機(jī)葉片仿生設(shè)計(jì)作了初步的探討。葉片一般由纖維復(fù)合材料制成,首先,論文用解析方法和實(shí)例證明了纖維層合板彎扭耦合的可設(shè)計(jì)性。且基于梁?jiǎn)卧碚?結(jié)合有限元法推導(dǎo)出葉片的耦合控制系數(shù)與剛度的表達(dá)式。接下來(lái),以1.5MW葉片為基準(zhǔn),設(shè)計(jì)了三種自適應(yīng)葉片設(shè)計(jì)模型,并對(duì)其作了深入的分析與探討。結(jié)果表明,應(yīng)用15°²5°之間的偏軸碳纖維,可以設(shè)計(jì)出具有高彎扭耦合性能的自適性葉片。葉片的層間應(yīng)變與應(yīng)力都隨偏軸角的增加而增大,應(yīng)盡量采用25°之前的偏軸纖維,以確保葉片結(jié)構(gòu)的安全性。相比之下,雖然偏軸纖維的體積比對(duì)葉片的剛度與耦合效應(yīng)有直接影響,但對(duì)葉片的層間應(yīng)變與應(yīng)力的影響不大。綜合考慮可得,偏軸碳纖維梁帽葉片成為耦合葉片設(shè)計(jì)的首選。結(jié)合葉片的耦合設(shè)計(jì),借鑒抗風(fēng)型植物葉片的葉脈拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò),設(shè)計(jì)了一種中... 

【文章來(lái)源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：79 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 國(guó)內(nèi)外風(fēng)電發(fā)展概況
        1.1.1 國(guó)外風(fēng)電發(fā)展
        1.1.2 國(guó)內(nèi)風(fēng)電發(fā)展與前景
    1.2 國(guó)內(nèi)外風(fēng)機(jī)自適應(yīng)葉片發(fā)展
        1.2.1 自適應(yīng)葉片的研究目的
        1.2.2 國(guó)內(nèi)外自適應(yīng)葉片的發(fā)展
    1.3 國(guó)內(nèi)外風(fēng)機(jī)葉片的仿生研究
    1.4 課題的來(lái)源與研究意義
        1.4.1 課題的來(lái)源
        1.4.2 課題的研究意義
    1.5 課題的主要研究?jī)?nèi)容
第二章 葉片彎扭耦合的設(shè)計(jì)理論
    2.1 葉片彎扭耦合設(shè)計(jì)效應(yīng)
        2.1.1 葉片的卸載效應(yīng)
        2.1.2 穩(wěn)定功率輸出
    2.2 葉片材料與耦合關(guān)系
        2.2.1 復(fù)合材料葉片
        2.2.2 復(fù)合材料層合板疊層理論
    2.3 實(shí)例驗(yàn)證
    2.4 葉片中的鋪層與耦合效應(yīng)
        2.4.1 耦合控制系數(shù)
        2.4.2 影響耦合控制系數(shù)的因素
    2.5 本章小節(jié)
第三章 自適應(yīng)葉片的設(shè)計(jì)與建模
    3.1 自適應(yīng)葉片的設(shè)計(jì)
        3.1.1 自適應(yīng)葉片翼型設(shè)計(jì)
        3.1.2 材料的選擇
    3.2 自適應(yīng)葉片的有限元建模
        3.2.1 設(shè)計(jì)葉片與模型驗(yàn)證
        3.2.2 自適應(yīng)葉片的基準(zhǔn)模型
    3.3 本章小節(jié)
第四章 自適應(yīng)葉片的參數(shù)化設(shè)計(jì)
    4.1 葉片的可靠性評(píng)估
        4.1.1 截面耦合系數(shù)與剛度
        4.1.2 葉片整體耦合系數(shù)與剛度
        4.1.3 葉片結(jié)構(gòu)安全性指標(biāo)
    4.2 葉片的參數(shù)化設(shè)計(jì)與評(píng)估
        4.2.1 葉片工況
        4.2.2 風(fēng)載作用
        4.2.3 參數(shù)化設(shè)計(jì)與評(píng)估
    4.3 本章小結(jié)
第五章 葉片的仿生設(shè)計(jì)與評(píng)估
    5.1 風(fēng)機(jī)葉片的仿生設(shè)計(jì)
        5.1.1 植物葉片的柔順結(jié)構(gòu)與可仿生性
        5.1.2 植物葉片的葉脈網(wǎng)絡(luò)
        5.1.3 風(fēng)機(jī)葉片的應(yīng)力軌跡
        5.1.4 葉片鋪層的仿生設(shè)計(jì)
    5.2 葉片的卸載效應(yīng)與輸出功率
    5.3 葉片的疲勞特性
        5.3.1 復(fù)合材料的疲勞損傷
        5.3.2 葉片的疲勞載荷與損傷理論
    5.4 葉片的疲勞性能估算
        5.4.1 基準(zhǔn)葉片的疲勞壽命
        5.4.2 自適應(yīng)葉片的疲勞壽命
    5.5 本章小節(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]風(fēng)力機(jī)柔性葉片的仿生設(shè)計(jì)與性能[J]. 劉旺玉,張?chǎng)?劉希鳳,龔佳興.  機(jī)械設(shè)計(jì). 2010(05)
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[3]能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型:風(fēng)電發(fā)展的機(jī)遇[J]. 原松華.  中國(guó)發(fā)展觀(guān)察. 2009(06)
[4]風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀和復(fù)合材料在風(fēng)機(jī)葉片上的應(yīng)用（2）[J]. 李祖華.  高科技纖維與應(yīng)用. 2008(03)
[5]風(fēng)力機(jī)疲勞問(wèn)題分析[J]. 張崢,陳欣.  華北水利水電學(xué)院學(xué)報(bào). 2008(03)
[6]風(fēng)力機(jī)葉片材料特性分析與評(píng)價(jià)[J]. 張禮達(dá),任臘春,陳榮盛,毛金鐸,廉玲軍,王旭.  現(xiàn)代零部件. 2008(06)
[7]全球風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]. 阿瑟?jiǎng)谒埂蔂栁炙?王艷.  中國(guó)能源. 2008(04)
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[9]植物葉片中軸圖式與力學(xué)自適應(yīng)性的關(guān)系（Ⅰ）——試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬[J]. 劉旺玉,侯文峰,歐元賢.  華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2007(03)
[10]ANSYS在航空復(fù)合材料數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造工藝中的應(yīng)用[J]. 孟志華.  航空制造技術(shù). 2006(01)

博士論文
[1]大型風(fēng)力機(jī)變槳距控制技術(shù)研究[D]. 林勇剛.浙江大學(xué) 2005

碩士論文
[1]水平軸風(fēng)力機(jī)葉片多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析[D]. 韓新月.汕頭大學(xué) 2008
[2]風(fēng)力機(jī)旋轉(zhuǎn)葉片動(dòng)力特性及響應(yīng)分析[D]. 信偉平.汕頭大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3174881