以2 kW小型風(fēng)力機(jī)葉片為研究對(duì)象,采用數(shù)值分析和模態(tài)試驗(yàn)相結(jié)合的方法,從葉片材料彈性模量和結(jié)構(gòu)狀態(tài)變化的角度,分析溫度對(duì)葉片固有頻率的影響,并得出葉片前4階固有頻率和環(huán)境溫度之間的擬合方程。結(jié)果表明:環(huán)境溫度變化使得材料彈性模量改變,其對(duì)葉片固有頻率的影響遠(yuǎn)大于結(jié)構(gòu)狀態(tài)改變產(chǎn)生的影響;葉片基頻試驗(yàn)結(jié)果和仿真結(jié)果基本相等,誤差在2%以內(nèi);溫度為-20～30℃時(shí),隨著溫度的升高,葉片前4階固有頻率逐漸降低,兩者變化呈線性關(guān)系,與20℃時(shí)固有頻率相比,前4階階頻率變化率在4.18%～5.23%之間。 

【文章來(lái)源】：熱能動(dòng)力工程. 2020,35(10)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

葉片有限元模型

彈性模量隨溫度的變化

假定彈性模量不變,溫度僅使結(jié)構(gòu)狀態(tài)發(fā)生改變,引起葉片基頻發(fā)生變化。以常溫20 ℃為參考溫度設(shè)定彈性模量,根據(jù)文獻(xiàn)[15]中玻璃鋼線膨脹系數(shù)為4.8×10-4 ℃-1,導(dǎo)熱系數(shù)為1.0 W/(m·K)。在有限元軟件中進(jìn)行溫度場(chǎng)與靜力學(xué)場(chǎng)耦合,將靜力學(xué)場(chǎng)中得到的葉根處預(yù)應(yīng)力作為初始邊界條件,對(duì)葉片進(jìn)行模態(tài)分析,得出不同溫度下葉片的基頻值。當(dāng)溫度為20 ℃時(shí),葉片基頻為8.80 Hz。相同溫度下,考慮葉片結(jié)構(gòu)狀態(tài)膨脹,葉片根部受到輪轂壓應(yīng)力,葉片整體剛度略有增加,基頻值大于僅改變彈性模量的情況。葉片頻率變化率k隨溫度的變化如圖3所示。可以看出,隨著溫度的升高,葉片基頻值呈下降趨勢(shì),但是下降幅度非常小,頻率變化率k<0.8%,遠(yuǎn)小于因彈性模量改變導(dǎo)致的頻率值變化,因此,在溫度影響的分析時(shí)可以忽略這一因素。2 模態(tài)試驗(yàn)分析

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3045826