本文關(guān)鍵詞：復合材料風電葉片力學性能研究

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【摘要】：風力發(fā)電機經(jīng)常要在復雜多變的自然環(huán)境中運行,承受變化的氣動載荷,而風電葉片作為一種弦向短、展向長、柔性好的細長彈性體,容易在外界風載激勵下發(fā)生共振。隨著風力發(fā)電機的大型化,葉片作為其核心部件,重量和長度的增加使得對其材料性能和結(jié)構(gòu)動力學特性的研究顯得非常重要。首先,結(jié)合實驗和細觀力學有限元法分析了風電葉片所用復合材料的力學性能。制備玻璃纖維復合材料試件,在材料試件機中對不同鋪層的試件進行拉伸試驗,得到材料的彈性常數(shù)、破壞強度以及破壞;運用細觀力學有限元方法建立復合材料有限元單胞模型,研究纖維截面形狀、纖維排布方式、界面模量和孔隙率對材料性能的影響,對風電葉片的加工制造提供一定的參考。其次,針對廠家提供的某型號風電葉片實物,測量其尺寸數(shù)據(jù)并對葉片進行關(guān)鍵點坐標的求解,在三維軟件中建立葉片模型并導入有限元軟件中進行網(wǎng)格劃分以及邊界條件施加,完成離心載荷下葉片的預應力模態(tài)分析,求解出風力發(fā)電機葉片各階固有頻率和振型圖并與靜止狀態(tài)的葉片振動模態(tài)進行對比,研究葉片的運動中應力剛化效應對對其模態(tài)頻率的影響。最后,運用雙向流固耦合法,在計算流體動力學軟件中對葉片在風場中的運行情況進行模擬分析,研究結(jié)構(gòu)與流動空氣的相互影響機制,獲得了葉片表面的風壓分布,并將計算的風壓分布結(jié)果導入有限元軟件進行葉片結(jié)構(gòu)靜力分析。
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM315;TB33

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本文編號：1208346