本文關(guān)鍵詞：兆瓦級風(fēng)電機(jī)組葉片疲勞壽命的預(yù)測方法研究

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【摘要】：本課題依托寧夏回族自治區(qū)科技攻關(guān)項目(413-0189)。風(fēng)能的主要利用方式是通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)將其轉(zhuǎn)化為電能,風(fēng)力機(jī)主要有垂直軸式和水平軸式兩大類。作為主流的大型水平軸式風(fēng)力機(jī),一般由葉片、輪轂、機(jī)艙、發(fā)電機(jī)和塔架等部件組成。葉片是風(fēng)力機(jī)能量轉(zhuǎn)化過程的關(guān)鍵部件,由葉片和輪轂構(gòu)成的風(fēng)輪是能量捕獲機(jī)構(gòu),將風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能；同時,葉片是風(fēng)力機(jī)主要的承受載荷的部件,對整個風(fēng)力機(jī)的正常運行有著至關(guān)重要的作用。因此,葉片的疲勞分析及壽命的預(yù)測具有重大的意義。論文作者首先在查閱大量國內(nèi)外關(guān)于研究風(fēng)電機(jī)組葉片疲勞失效的文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,整理出葉片疲勞壽命預(yù)測的技術(shù)路線。為之后改進(jìn)壽命預(yù)測方法做好準(zhǔn)備。然后,運用風(fēng)的威布爾分布函數(shù),計算出各風(fēng)速段的年度分布時長,得到各風(fēng)速段葉片全年運行過程的循環(huán)次數(shù)；利用GH Bladed軟件建立風(fēng)電機(jī)組整體模型,選取湍流風(fēng),模擬運行工況,計算分析葉片載荷。獲得了葉片疲勞分析數(shù)據(jù),為預(yù)測葉片疲勞壽命奠定基礎(chǔ)。之后,采取了一種簡潔、明了的葉片三維建模方法,基于有限元軟件ANSYS直接建立了葉片三維實體模型,避免了諸如建模軟件與有限元軟件格式需要轉(zhuǎn)換等問題,并對葉片進(jìn)行疲勞分析,預(yù)測其疲勞壽命。以上就完成了其中一種預(yù)測疲勞壽命方法的探索。最后,探索另外一種預(yù)測疲勞壽命方法。結(jié)合邁因納線性累積損傷法則,提出一種全新的疲勞壽命預(yù)測方法,旨在減小結(jié)果的誤差值。擬合葉片風(fēng)速應(yīng)力多項式曲線,推導(dǎo)得疲勞壽命計算式,借助MATLAB運算,預(yù)測葉片疲勞壽命。綜合分析,ANSYS軟件和Miner準(zhǔn)則兩種預(yù)測葉片疲勞壽命的探索,結(jié)果符合葉片20年設(shè)計壽命的要求,表明本文提出的葉片疲勞壽命預(yù)測方法是可行的。
【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電機(jī)組 葉片 疲勞分析 預(yù)測壽命
【學(xué)位授予單位】：寧夏大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM315
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-16
• 1.1 課題的來源及背景7-10
• 1.2 風(fēng)電機(jī)組簡介10-11
• 1.3 葉片疲勞失效的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.4 研究葉片疲勞失效的意義13-14
• 1.5 本文的技術(shù)路線和主要工作14-16
• 第二章 葉片載荷仿真分析16-36
• 2.1 風(fēng)速威布爾分布計算16-21
• 2.2 葉片的載荷及坐標(biāo)系21-24
• 2.3 風(fēng)力機(jī)運行仿真24-35
• 2.4 匯總?cè)~片疲勞分析數(shù)據(jù)35
• 2.5 小結(jié)35-36
• 第三章 葉片三維模型的建立36-44
• 3.1 風(fēng)電機(jī)組葉片簡介36-37
• 3.2 葉片翼型的空間坐標(biāo)37-41
• 3.3 基于有限元軟件ANSYS葉片的三維建模41-42
• 3.4 小結(jié)42-44
• 第四章 基于ANSYS的葉片疲勞壽命預(yù)測44-56
• 4.1 ANSYS有限單元軟件簡介44
• 4.2 建立葉片有限單元模型44-47
• 4.3 確定葉片危險區(qū)域47-48
• 4.4 預(yù)測危險區(qū)域的疲勞壽命48-55
• 4.5 小結(jié)55-56
• 第五章 基于Miner準(zhǔn)則的葉片疲勞壽命預(yù)測56-69
• 5.1 疲勞載荷類型與S-N曲線56-59
• 5.2 疲勞累積損傷理論59-61
• 5.3 基于Miner法則推導(dǎo)葉片疲勞壽命計算式61-62
• 5.4 風(fēng)速與應(yīng)力的多項式曲線擬合62-65
• 5.5 預(yù)測葉片的疲勞壽命65-68
• 5.6 小結(jié)68-69
• 第六章 總結(jié)與展望69-70
• 6.1 總結(jié)69
• 6.2 研究展望69-70
• 參考文獻(xiàn)70-72
• 致謝72-73
• 個人簡介及攻讀碩士學(xué)位期間科研情況73
• 個人簡介73
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目73
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)論文情況73

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 董月香;高增梁;;疲勞壽命預(yù)測方法綜述[J];大型鑄鍛件;2006年03期

2 李德源,葉枝全,陳嚴(yán),包能勝;風(fēng)力機(jī)葉片載荷譜及疲勞壽命分析[J];工程力學(xué);2004年06期

3 徐倩,朱曉東,劉志明;變幅多軸應(yīng)力狀態(tài)的等效變程計數(shù)法[J];鐵道機(jī)車車輛;2005年01期

4 張禮達(dá);任臘春;陳榮盛;毛金鐸;;風(fēng)力機(jī)葉片外形設(shè)計及三維實體建模研究[J];太陽能學(xué)報;2008年09期

5 倪受元;風(fēng)力發(fā)電講座 第一講 風(fēng)力機(jī)的類型與結(jié)構(gòu)[J];太陽能;2000年02期

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本文編號：716833