發(fā)布時間：2021-10-20 15:17

　　結合翼型泛函集成理論與葉片截面剛度矩陣數學計算模型,提出了風力機中等厚度翼型氣動性能與結構剛度特性的一體化設計方法,實現了翼型氣動性能與葉片截面剛度特性的同時提高。對考慮葉片截面鋪層參數變化設計的WQ-B300翼型與DU97-W-300翼型進行了氣動性能與結構剛度特性對比分析,結果表明:相比于DU97-W-300翼型,WQ-B300翼型的氣動性能與葉片截面剛度性能均有顯著提高,其揮舞剛度和擺振剛度分別提高了6.2%和8.4%,驗證了該設計方法的可行性,給風力機中等厚度及大厚度翼型設計提供了一種思路。 

【文章來源】：中國機械工程. 2020,31(19)北大核心EICSCD

【文章頁數】：7 頁

【部分圖文】：

一般翼型的轉化變化

風力機葉片的截面結構如圖2所示,主要由葉片前緣、主梁、尾緣及腹板組成,每一部分均由不同復合材料層合板鋪設而成。在計算葉片截面剛度特性時,利用離散化及等效剛度疊加思想[13-14],將葉片截面沿著風力機翼型廓線方向離散成若干單元,該區(qū)域單元等效特性通過單元中各鋪層的有效工程常數加權得到,其中有效工程常數利用復合材料層合板理論來計算,而各區(qū)域單元的葉片結構特性則通過各區(qū)域單元的等效特性疊加計算得到。由此,便可獲得整個風力機葉片的截面剛度特性。在進行葉片截面剛度矩陣計算時,葉片翼型的氣動形狀及截面鋪層參數尤為重要,其中翼型廓線直接決定葉片氣動性能,內部鋪層參數(鋪層厚度、鋪層角度及鋪設順序等)直接決定葉片的剛度特性。風力機葉片截面離散后,若干個層合板組成各離散單元。而每個鋪層的有效工程常數可由下式計算:

式中,i表示離散單元中的第i個鋪層;m為該離散單元的層合板總層數;E x,i ply 為離散單元中第i層的有效彈性模量;t i ply 為該離散單元中第i個層合板厚度;A i ply 為離散單元中第i個層合板截面積;wseg為該離散單元的寬度;G xy,i ply 為有效剪切模量。利用加權法同樣可以計算葉片截面彈性中心:

【參考文獻】：
期刊論文
[1]葉片表面粗糙條件下鈍尾緣翼型優(yōu)化設計[J]. 張旭,張孟潔,王格格,李偉,阮江濤.  中國機械工程. 2019(06)
[2]幾何特性對風力機翼型粗糙度敏感性的影響[J]. 劉洪鵬,嚴儒井,王玉忠,王擎.  機械工程學報. 2018(14)
[3]風力機葉片翼型型線集成設計理論研究[J]. 王旭東,陳進,張石強.  中國機械工程. 2009(02)



本文編號：3447138