通過分析風機復合材料葉片的震顫運動特點,在一端固定一端自由時的直桿彎曲運動簡化模型的基礎上,建立風機葉片運動的坐標系和震顫及扭轉后的坐標轉換公式,對葉片的擺震和揮舞運動進行了運動學分析,建立了基于擺震和揮舞運動的葉片位移方程和振動模型,推導出葉片表面位移方程和建立了裂縫K與G關系公式。為了驗證建立的模型和公式的正確性,考慮了葉片材料的特性,分別分析了擺震和揮舞運動的受力影響,應用ADAMS和ANSYS軟件進行了運動學與動力學仿真,并通過XTDIC三維全場變形應變測量分析系統(tǒng)通過數字散斑相關方法和應變片實驗得到了相關的數據對比分析。根據復合材料葉片任何截面的中面出現的滑開型位移、張開型位移、應變和應力,建立了顫振運動（平面）,分別寫成應變—位移平衡方程和應力—應變關系的關系式。對于擺振和揮舞運動沖擊對層間斷裂韌性影響趨勢,設定葉片正交鋪設（0/Core/0）結構,建立簡支梁加載震顫運動時位移和應力的計算條件,推導出復合材料葉片的層間裂紋應力強度因子計算方法。對擺振曲率、位移、應變和應力進行分析,驗證理論知識。分析細觀層間撕裂的原因,以玻璃纖維預浸帶為實驗材料,求解其強度因子。通過風機葉片... 

【文章頁數】：73 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 課題研究背景與意義
        1.2.1 課題來源
        1.2.2 課題研究的背景
        1.2.3 課題研究的意義
    1.3 國內外研究現狀
    1.4 主要研究內容及總體框架
第2章 風機葉片運動特點及載荷分布情況
    2.1 葉片的宏觀動力學運動
    2.2 葉片宏觀受力分析
    2.3 顫振狀況下風機葉片的受力分析
        2.3.1 理論基礎
        2.3.2 風力發(fā)電機分析模型
        2.3.3 葉片根部載荷計算對比
        2.3.4 載荷計算
    2.4 本章小結
第3章 風機葉片材料鋪層及細觀三維模型
    3.1 引言
    3.2 葉片材料的鋪層
    3.3 風機葉片材料細觀模型
        3.3.1 預浸帶板細觀及其改進模型的建立
        3.3.2 風機材料細觀模型仿真計算與分析
        3.3.3 細觀模型的實驗驗證
    3.4 本章小結
第4章 風機葉片分層裂紋應力強度因子的獲取方法
    4.1 引言
    4.2 揮舞運動葉片分層裂紋應力強度因子的獲取方法
        4.2.1 揮舞運動產生的葉片位移方程
        4.2.2 葉片表面位移方程
        4.2.3 風機復合材料葉片層間中面平面的彈性變形問題
        4.2.4 葉片的層間裂紋應力強度因子的求解推導
        4.2.5 數值算例
    4.3 擺振運動葉片分層裂紋應力強度因子的獲取方法
        4.3.1 擺振運動產生的葉片位移方程
        4.3.2 葉片表面位移方程
        4.3.3 風機復合材料葉片層間中面平面的彈性變形問題
        4.3.4 葉片的層間裂紋應力強度因子的求解推導
        4.3.5 數值算例
    4.4 本章小結
第5章 針對葉片層間斷裂韌性影響機理的實驗驗證
    5.1 靜態(tài)剪切試驗
        5.1.1 靜實驗的目的意義
        5.1.2 實驗設備
        5.1.3 試件制作
        5.1.4 實驗方法
        5.1.5 實驗結果
    5.2 擺振運動位移應變試驗
        5.2.1 擺振運動位移應變實驗的目的意義
        5.2.2 實驗設備及試樣
        5.2.3 實驗方法及過程
        5.2.4 實驗數據計算
    5.3 揮舞運動位移應變試驗
    5.4 本章小結
第6章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的論文及參與的科研項目
    發(fā)表的學術論文
    參與的科研項目
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]加載速率對層間斷裂韌性的影響[J]. 李玉龍,劉會芳.  航空學報. 2015(08)
[3]基于擴展有限元的多裂紋擴展分析[J]. 束一秀,李亞智,姜薇,賈雨軒.  西北工業(yè)大學學報. 2015(02)
[4]復合材料層合結構層間應力分析[J]. 彭惠芬,夏曄,王鵬,王程.  河北工業(yè)科技. 2015(02)
[5]考慮復合材料層合板就地效應的強度理論[J]. 李彪,李亞智,楊帆.  航空學報. 2014(11)
[6]基于元胞遺傳算法的風力機葉片優(yōu)化設計[J]. 高鵬,孫文磊,黃炳慶,何連英.  可再生能源. 2014(04)
[7]風力發(fā)電機組的臺風適應性設計方法研究[J]. 申新賀,葉杭冶,潘東浩,張秀芝,方郁鋒.  中國工程科學. 2014(03)
[8]變速變槳距風力發(fā)電機最佳運行點的獲取方法[J]. 秦大同,周海波,楊軍,龍威.  太陽能學報. 2013(11)
[9]MW級風機葉片單點疲勞加載系統(tǒng)設計、建模及試驗[J]. 張磊安,黃雪梅.  太陽能學報. 2013(09)
[10]3MW風力機葉片設計建模與模態(tài)分析[J]. 武玉龍,李春,高偉.  機械研究與應用. 2013(03)

博士論文
[1]低風速風電機組風輪氣動優(yōu)化設計及優(yōu)化控制研究[D]. 宋海輝.華北電力大學 2014

碩士論文
[1]大型風力機玻璃鋼葉片結構設計與數值分析方法研究[D]. 劉雄輝.廣東工業(yè)大學 2011
[2]低風速小型永磁風力發(fā)電機葉片及支承的研究與設計[D]. 錢杰.武漢理工大學 2010
[3]復合材料層壓板層間應力分析和疲勞壽命估算[D]. 張培新.西北工業(yè)大學 2005



本文編號：3695795