風(fēng)力發(fā)電正由陸地走向海洋,但由于海上風(fēng)速隨機(jī)變化性較大,葉片的受力復(fù)雜多變,這造成風(fēng)力機(jī)葉片不能正常運(yùn)行,甚至失效和毀損的例子屢見(jiàn)不鮮。因此,在復(fù)雜海上工況下,針對(duì)風(fēng)力機(jī)葉片開(kāi)展強(qiáng)度與動(dòng)力穩(wěn)定性分析的研究成為迫切需要解決的重要課題。鑒于此,本文基于UG建立的葉片三維實(shí)體模型為研究對(duì)象,利用ANSYS、Matlab、Profili等軟件研究了隨機(jī)風(fēng)速和風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)角速度對(duì)葉片振動(dòng)與強(qiáng)度影響規(guī)律,搜索了特定海風(fēng)工況下風(fēng)力機(jī)葉片相關(guān)參數(shù)的動(dòng)力失穩(wěn)區(qū)域。具體進(jìn)行了以下的研究工作:（1）利用風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)基本理論建立了風(fēng)輪靜止和旋轉(zhuǎn)工況下葉片的氣動(dòng)模型,在葉型彎扭耦合振動(dòng)模型的基礎(chǔ)上,結(jié)合廣義坐標(biāo)系與系統(tǒng)拉格朗日方程建立了葉片結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制方程;（2）引入更加貼近實(shí)際工況的Davenport風(fēng)譜模型,運(yùn)用Matlab和Profili軟件實(shí)現(xiàn)了隨機(jī)風(fēng)載荷的求解,并利用三維建模軟件UG解決了不規(guī)則模型難以實(shí)現(xiàn)有限元結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分問(wèn)題;（3）在不同風(fēng)速下,數(shù)值模擬和分析了風(fēng)機(jī)葉片分別在停機(jī)和旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的動(dòng)力特性,并開(kāi)展了這兩種工況下的應(yīng)力對(duì)比分析與強(qiáng)度校核工作;（4）探究了平均風(fēng)速、彈性模量對(duì)葉片動(dòng)力穩(wěn)定... 

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 本文研究背景及意義
        1.1.1 國(guó)際能源背景
        1.1.2 海上風(fēng)機(jī)應(yīng)用背景
        1.1.3 課題研究的意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況
        1.2.1 國(guó)外風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)
        1.2.2 國(guó)內(nèi)風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)
    1.3 本文研究現(xiàn)狀
        1.3.1 葉片振動(dòng)與氣動(dòng)特性研究現(xiàn)狀
        1.3.2 葉片疲勞破損及應(yīng)力強(qiáng)度問(wèn)題研究進(jìn)展
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
2 風(fēng)機(jī)葉片動(dòng)力學(xué)分析與強(qiáng)度校核理論模型
    2.1 風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介
    2.2 風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)基本理論
        2.2.1 風(fēng)輪動(dòng)量理論
        2.2.2 葉素理論
        2.2.3 動(dòng)量—葉素理論
    2.3 隨機(jī)風(fēng)速模型
    2.4 葉片基本載荷
        2.4.1 重力載荷
        2.4.2 離心力載荷
        2.4.3 氣動(dòng)載荷
    2.5 結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方程
    2.6 風(fēng)力機(jī)葉片強(qiáng)度校核準(zhǔn)則
    2.7 本章小結(jié)
3 風(fēng)力機(jī)葉片實(shí)體建模與有限元分析
    3.1 風(fēng)力機(jī)葉片實(shí)體建模
        3.1.1 葉片翼型數(shù)據(jù)選取
        3.1.2 葉片翼型三維坐標(biāo)的確定
        3.1.3 葉素曲線的繪制
        3.1.4 葉片模型的生成
    3.2 有限元模型的網(wǎng)格劃分
        3.2.1 有限元法基本思想
        3.2.2 單元類(lèi)型和葉片屬性
        3.2.3 結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的劃分
    3.3 基于優(yōu)化網(wǎng)格劃分方式建模方法的改進(jìn)
        3.3.1 數(shù)據(jù)點(diǎn)擬合翼型樣條曲線方法的改進(jìn)
        3.3.2 翼型樣條曲線的前緣分割
        3.3.3 葉片根部圓形曲線的分割
    3.4 數(shù)值模擬流程
    3.5 模擬結(jié)果可靠性驗(yàn)證
    3.6 本章小結(jié)
4 風(fēng)機(jī)葉片動(dòng)力響應(yīng)數(shù)值模擬與分析
    4.1 隨機(jī)風(fēng)速作用下葉片載荷計(jì)算
        4.1.1 隨機(jī)風(fēng)速模擬
        4.1.2 升力系數(shù)和阻力系數(shù)的確定
        4.1.3 風(fēng)載荷計(jì)算
    4.2 靜止?fàn)顟B(tài)下風(fēng)機(jī)葉片動(dòng)力學(xué)分析
        4.2.1 位移響應(yīng)分析
        4.2.2 應(yīng)力響應(yīng)分析
    4.3 旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下風(fēng)力機(jī)葉片動(dòng)力分析
        4.3.1 位移響應(yīng)分析
        4.3.2 應(yīng)力響應(yīng)分析
    4.4 不同旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的應(yīng)力分析
        4.4.1 根部應(yīng)力分析
        4.4.2 翼展方向應(yīng)力分析
    4.5 強(qiáng)度校核
    4.6 本章小結(jié)
5 風(fēng)力機(jī)葉片動(dòng)力穩(wěn)定性數(shù)值模擬與分析
    5.1 葉片模態(tài)分析
        5.1.1 模態(tài)求解基本方程
        5.1.2 模態(tài)分析基本步驟
    5.2 特定工況下風(fēng)場(chǎng)模型構(gòu)建
        5.2.1 風(fēng)速模擬
        5.2.2 氣動(dòng)系數(shù)及載荷計(jì)算
    5.3 葉片振動(dòng)特征分析
        5.3.1 非周期性風(fēng)速工況下葉片的振動(dòng)分析
        5.3.2 周期性風(fēng)速作用下葉片的振動(dòng)分析
    5.4 計(jì)算結(jié)果與討論
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 本文展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]我國(guó)風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)三大主要問(wèn)題的研究[D]. 聶家林.合肥工業(yè)大學(xué) 2010
[3]風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性研究[D]. 陳榮盛.西華大學(xué) 2009
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