發(fā)布時(shí)間：2021-08-26 03:23

　　本文運(yùn)用數(shù)值模擬的方法針對(duì)某加厚翼型300 W小型水平軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪進(jìn)行離心載荷作用下葉片表面應(yīng)力特性規(guī)律研究。通過(guò)設(shè)定較接近葉片實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)的邊界條件,得到離心載荷作用下葉片表面各參考點(diǎn)的應(yīng)力值,并利用TST5925C無(wú)線旋轉(zhuǎn)遙測(cè)系統(tǒng)對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證分析,旨在探究在離心載荷單獨(dú)作用下,葉片表面的應(yīng)力特性隨轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律。結(jié)果表明:不同轉(zhuǎn)速下,葉片應(yīng)力集中區(qū)均位于靠近葉根最大弦長(zhǎng)（0.2R）處的翼型截面中部0.45倍相對(duì)弦長(zhǎng)附近,隨著轉(zhuǎn)速的增加,應(yīng)力集中的范圍逐漸向外擴(kuò)展,并呈現(xiàn)向前緣發(fā)展的趨勢(shì),發(fā)展至葉尖區(qū)最大應(yīng)力出現(xiàn)在0.25倍相對(duì)弦長(zhǎng)附近;其中等效應(yīng)力沿葉展方向葉根至0.5R區(qū)域減小較快,0.5R至葉尖減小趨勢(shì)相對(duì)平緩。相關(guān)結(jié)論可以為小型水平軸風(fēng)力機(jī)葉片應(yīng)力特性的研究提供參考。 

【文章來(lái)源】：工程熱物理學(xué)報(bào). 2018,39(09)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

風(fēng)輪裝酬毅型Fig.1Assemb酥model.ofwindwVeel

所示？??２．２邊界條件與載荷的施加??為了提高模擬計(jì)算的精度，能夠得到較好的計(jì)??算結(jié)果，對(duì)葉片進(jìn)行合理的邊界約束就Ｍ得尤為重??要．邊界約束要盡可能接近實(shí)際葉片的約束狀態(tài)，所??以將模型約束設(shè)為塔架根部與地面的接觸面上。葉??片受離心載荷影響，在葉片上不同位置處會(huì)產(chǎn)生應(yīng)??力，為了考察離心載荷作用下葉片表面的應(yīng)力分布??規(guī)律，對(duì)葉片卡盤旋轉(zhuǎn)軸施加離心載荷。不同離心??載荷是以葉片繞輪轂中心以不同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的形式表??現(xiàn)出來(lái)的，旋轉(zhuǎn)中心為Ａ軸。離心載荷施加以及約??束條件如圖２所示．？為使模擬計(jì)弈結(jié)果更加接近實(shí)??際情況，對(duì)葉片的材料也進(jìn)行了準(zhǔn)確的段置，葉片??采用ＰＬＡ材質(zhì)，其密度為５８５．８７ｋｇ／ｍ３，彈性模遣??為０觀３?ＧＰａ，泊松比為０．３７３．??圖１風(fēng)輪裝配模型??Ｆｉｇ．?１?Ａｓｓｅｍｂｌｙ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｗｉｎｄ?ｗｈｅｅｌ??圖２約束條件與載荷的施加??Ｆｉｇ．?２?Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ?ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ?ａｎｄ?ｔｈｅ?ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｌｏａｄ??２．３數(shù)值模擬可靠性分析－實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證??２．３．１實(shí)驗(yàn)方案??實(shí)驗(yàn)葉片的翼型結(jié)構(gòu)與數(shù)值模擬建模所用翼型??及材料持性一致，通過(guò)葉片表面相應(yīng)參考點(diǎn)粘貼應(yīng)??變片的方式進(jìn)行Ｋ驗(yàn)驗(yàn)證，基子ＴＳＴ５９２＆Ｃ旋轉(zhuǎn)機(jī)??械應(yīng)力應(yīng)變無(wú)線遙測(cè)系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)信號(hào)有線采集系統(tǒng)??與傳統(tǒng)接觸式測(cè)請(qǐng)方法相同，將動(dòng)態(tài)信號(hào)傳感器布??鴛于被測(cè)葉片相應(yīng)測(cè)點(diǎn)，通過(guò)倍號(hào)線將應(yīng)變傳感器??與逼測(cè)主機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)信號(hào)的釆集；遙酒償號(hào)??由主機(jī)天線發(fā)射無(wú)線倍號(hào)通過(guò)無(wú)線路巾器接收，再??將接收的動(dòng)態(tài)信號(hào)無(wú)線傳輸至數(shù)據(jù)采集控制計(jì)算機(jī)??進(jìn)行記錄和分析＾實(shí)

杜鵬程等：離心載荷作用下風(fēng)力機(jī)葉片表面應(yīng)力分析??１９６７??９期??圖３旋轉(zhuǎn)葉片動(dòng)態(tài)應(yīng)變實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)??Ｆｉｇ．?３?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｔｅｓｔ?ｓｙｓｔｅｍ?ｆｏｒ?ｄｙｎａｍｉｃ?ｓｔｒａｉｎ?ｏｆ??ｒｏｔａｔｉｎｇ?ｂｌａｄｅ??２．３．２數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析??通過(guò)調(diào)節(jié)變頻器頻率，獲得風(fēng)輪在轉(zhuǎn)速５４５??ｒ／ｍｉｎ的旋轉(zhuǎn)工況下葉片表面應(yīng)變分布規(guī)律，與數(shù)??值模擬施加轉(zhuǎn)速ＭＳ?ｒ／ｍｉｎ?．工況下．，沿葉展提取的??相應(yīng)７個(gè)測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變值進(jìn)行對(duì)比分析，??其結(jié)果如圖４所示．??從弦線方向分析，葉根截面最大等效應(yīng)力出現(xiàn)在翼??型壓力面的中部附近，即靠近翼型截面的形心位餐，??向前緣和后１緣發(fā)展均呈現(xiàn)不同程度減小的趨勢(shì)??閉５紙力面等敦歷力分布Ｓ質(zhì)??Ｆｉｇ．?５?Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ?ｓｔｒｅｓｓ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｃｌｏｕｄ?ｍａｐ?ｏｆ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ??ｓｕｒｆａｃｅ??１６００??１４００??Ｌ?１２００??．１０００??ｔ?８００??閣６００??４００??２００??圖４數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析??Ｆｉｇ．?４?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ａｎｄ?ａｎａｌｙｓｉｓ?ｏｆ?ｎｕｍｅｒｉｃａｌ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ａｎｄ??ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｒｅｓｕｌｔｓ??由圖４翼型壓力面參考點(diǎn)數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果??對(duì)比可知，兩條曲線的趨勢(shì)一致，二者的最大誤差??為７主要由于實(shí)驗(yàn)測(cè)試號(hào)數(shù)值模擬建模所釆用??的葉片安裝方式不同造成的誤差．實(shí)驗(yàn)測(cè)試與數(shù)值??模擬得出的結(jié)果趨勢(shì)基本一致，故數(shù)值模擬分析方??．法可靠??３計(jì)算結(jié)果分析??計(jì)算離心載荷作用下葉片表面等效應(yīng)力的分

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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