葉片是風(fēng)力發(fā)電機組的關(guān)鍵部件之一,在很大程度上決定了風(fēng)力發(fā)電機組的性能和壽命。隨著我國風(fēng)電機組運行時間的增加,在設(shè)計初期的一些缺陷也隨之暴露出來,很多風(fēng)機由于振動或疲勞而損壞。本文以水平軸風(fēng)力機葉片為主要研究對象,想要找出一條適用于分析風(fēng)力機葉片結(jié)構(gòu)動力學(xué)及疲勞壽命的分析方法,為風(fēng)力機組葉片的設(shè)計提供依據(jù)。本文首先對疲勞分析的基礎(chǔ)理論和風(fēng)力機葉片的載荷計算進行了簡單的介紹,分析了疲勞的類型及壽命的估算方法,并結(jié)合風(fēng)力機的受力情況,確定了風(fēng)力機葉片疲勞分析的方法。對于風(fēng)力機耦合系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)計算,是基于動量-葉素理論和廣義坐標(biāo)系下的拉格朗日方程,利用模態(tài)分析法建立了風(fēng)輪／機艙／塔架耦合系統(tǒng)的運動方程,并使用Fortran語言編制成的仿真程序,分別對風(fēng)力機葉片的固有特性和風(fēng)力機耦合系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)進行了計算分析；對于模態(tài)的分析,采用了迭代法取代了文獻中的矩陣法,并將兩種方法進行了對比分析,發(fā)現(xiàn)迭代法可以取得更好的數(shù)值計算精度。對于Tjareborg風(fēng)力機的計算,利用GH開發(fā)的Bladed軟件進行了分析計算,得到葉片根部的揮舞、擺陣和扭轉(zhuǎn)的彎矩,并根據(jù)根部的受力情況計算出根部的等效應(yīng)力值,最后... 

【文章來源】：華北電力大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題背景及研究意義
    1.2 風(fēng)能利用發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢
    1.3 風(fēng)力機結(jié)構(gòu)動力特性分析發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.1 國外研究動態(tài)
        1.3.2 國內(nèi)研究動態(tài)
    1.4 風(fēng)力機葉片復(fù)合材料發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢
    1.5 風(fēng)力機葉片中的疲勞問題及研究現(xiàn)狀
    1.6 主要研究內(nèi)容及方法
第2章 疲勞分析基礎(chǔ)理論
    2.1 引言
    2.2 一般的疲勞分析術(shù)語
    2.3 疲勞的類型
    2.4 疲勞壽命估算方法的確定
    2.5 材料的疲勞性能介紹
        2.5.1 S-N曲線
        2.5.2 疲勞極限及疲勞極限圖
    2.6 疲勞累計損傷理論
        2.6.1 線性疲勞累計損傷理論
        2.6.2 非線性疲勞累計損傷理論
    2.7 本章小結(jié)
第3章 風(fēng)力機葉片載荷分析
    3.1 葉片氣動載荷分析及設(shè)計理論基礎(chǔ)
    3.2 重力引載荷
    3.3 慣性離心力載荷
    3.4 合成載荷計算
    3.5 疲勞載荷譜分析及處理
        3.5.1 雨流計數(shù)法原理
        3.5.2 雨流計數(shù)法物理模型及計數(shù)條件
        3.5.3 載荷譜分析
    3.6 風(fēng)速分布模型
    3.7 本章小結(jié)
第4章 風(fēng)力機葉片動態(tài)響應(yīng)特性分析
    4.1 模態(tài)法及模態(tài)分析
    4.2 運動方程的建立及求解
    4.3 動態(tài)響應(yīng)算例分析
        4.3.1 模型介紹
        4.3.2 全攻角翼型數(shù)據(jù)的擴展
        4.3.3 動態(tài)響應(yīng):中低風(fēng)速
        4.3.4 動態(tài)響應(yīng):額定風(fēng)速
        4.3.5 小結(jié)
    4.4 本章小結(jié)
第5章 風(fēng)力機葉片疲勞分析
    5.1 葉片復(fù)合材料疲勞特性及疲勞分析準(zhǔn)則
    5.2 模型介紹
    5.3 載荷計算
    5.4 葉片疲勞特性分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研工作
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]風(fēng)力機疲勞問題分析[J]. 張崢,陳欣.  華北水利水電學(xué)院學(xué)報. 2008(03)
[2]復(fù)合材料與風(fēng)機葉片[J]. 陳紹杰.  高科技纖維與應(yīng)用. 2007(03)
[3]失速型風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)振動仿真分析[J]. 何婧,何玉林,金鑫,劉樺.  重慶大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2007(05)
[4]風(fēng)力發(fā)電復(fù)合材料葉片的現(xiàn)狀與未來[J]. 張曉明.  纖維復(fù)合材料. 2006(02)
[5]復(fù)合材料在風(fēng)力發(fā)電上的應(yīng)用發(fā)展[J]. 馬振基,林育鋒.  高科技纖維與應(yīng)用. 2005(04)
[6]風(fēng)力機葉片載荷譜及疲勞壽命分析[J]. 李德源,葉枝全,陳嚴(yán),包能勝.  工程力學(xué). 2004(06)
[7]風(fēng)力機玻璃鋼葉片疲勞壽命分析[J]. 李德源,葉枝全,陳嚴(yán),包能勝.  太陽能學(xué)報. 2004(05)
[8]風(fēng)力發(fā)電機耦合轉(zhuǎn)子/機艙/塔架的氣彈響應(yīng)[J]. 王介龍,陳彥,薛克宗.  清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2002(02)
[9]雨流計數(shù)法及其統(tǒng)計處理程序研究[J]. 閻楚良,王公權(quán).  農(nóng)業(yè)機械學(xué)報. 1982(04)

碩士論文
[1]水平軸風(fēng)力機結(jié)構(gòu)動力學(xué)研究[D]. 尹景勛.華北電力大學(xué)（北京） 2009
[2]風(fēng)電葉片載荷分析與結(jié)構(gòu)初步設(shè)計[D]. 宗多.華北電力大學(xué)（北京） 2009
[3]水平軸風(fēng)力機葉片多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計及結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析[D]. 韓新月.汕頭大學(xué) 2008
[4]風(fēng)力機槳葉動力學(xué)特性研究[D]. 常明飛.沈陽工業(yè)大學(xué) 2006
[5]風(fēng)力機旋轉(zhuǎn)葉片動力特性及響應(yīng)分析[D]. 信偉平.汕頭大學(xué) 2005
[6]風(fēng)力發(fā)電機組機械零部件抗疲勞設(shè)計方法的研究[D]. 岳勇.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 2005
[7]基于有限元法的塔式起重機鋼結(jié)構(gòu)疲勞壽命研究[D]. 王進.重慶大學(xué) 2005



本文編號：3196593