本文運用數(shù)值模擬的方法針對某加厚翼型300 W小型水平軸風力機風輪進行離心載荷作用下葉片表面應力特性規(guī)律研究。通過設(shè)定較接近葉片實際運行狀態(tài)的邊界條件,得到離心載荷作用下葉片表面各參考點的應力值,并利用TST5925C無線旋轉(zhuǎn)遙測系統(tǒng)對數(shù)值模擬結(jié)果進行驗證分析,旨在探究在離心載荷單獨作用下,葉片表面的應力特性隨轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律。結(jié)果表明:不同轉(zhuǎn)速下,葉片應力集中區(qū)均位于靠近葉根最大弦長（0.2R）處的翼型截面中部0.45倍相對弦長附近,隨著轉(zhuǎn)速的增加,應力集中的范圍逐漸向外擴展,并呈現(xiàn)向前緣發(fā)展的趨勢,發(fā)展至葉尖區(qū)最大應力出現(xiàn)在0.25倍相對弦長附近;其中等效應力沿葉展方向葉根至0.5R區(qū)域減小較快,0.5R至葉尖減小趨勢相對平緩。相關(guān)結(jié)論可以為小型水平軸風力機葉片應力特性的研究提供參考。 

【文章來源】：工程熱物理學報. 2018,39(09)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

風輪裝酬毅型Fig.1Assemb酥model.ofwindwVeel

所示？??２．２邊界條件與載荷的施加??為了提高模擬計算的精度，能夠得到較好的計??算結(jié)果，對葉片進行合理的邊界約束就Ｍ得尤為重??要．邊界約束要盡可能接近實際葉片的約束狀態(tài)，所??以將模型約束設(shè)為塔架根部與地面的接觸面上。葉??片受離心載荷影響，在葉片上不同位置處會產(chǎn)生應??力，為了考察離心載荷作用下葉片表面的應力分布??規(guī)律，對葉片卡盤旋轉(zhuǎn)軸施加離心載荷。不同離心??載荷是以葉片繞輪轂中心以不同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的形式表??現(xiàn)出來的，旋轉(zhuǎn)中心為Ａ軸。離心載荷施加以及約??束條件如圖２所示．？為使模擬計弈結(jié)果更加接近實??際情況，對葉片的材料也進行了準確的段置，葉片??采用ＰＬＡ材質(zhì)，其密度為５８５．８７ｋｇ／ｍ３，彈性模遣??為０觀３?ＧＰａ，泊松比為０．３７３．??圖１風輪裝配模型??Ｆｉｇ．?１?Ａｓｓｅｍｂｌｙ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｗｉｎｄ?ｗｈｅｅｌ??圖２約束條件與載荷的施加??Ｆｉｇ．?２?Ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ?ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ?ａｎｄ?ｔｈｅ?ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｌｏａｄ??２．３數(shù)值模擬可靠性分析－實驗驗證??２．３．１實驗方案??實驗葉片的翼型結(jié)構(gòu)與數(shù)值模擬建模所用翼型??及材料持性一致，通過葉片表面相應參考點粘貼應??變片的方式進行Ｋ驗驗證，基子ＴＳＴ５９２＆Ｃ旋轉(zhuǎn)機??械應力應變無線遙測系統(tǒng)，動態(tài)信號有線采集系統(tǒng)??與傳統(tǒng)接觸式測請方法相同，將動態(tài)信號傳感器布??鴛于被測葉片相應測點，通過倍號線將應變傳感器??與逼測主機連接，實現(xiàn)動態(tài)信號的釆集；遙酒償號??由主機天線發(fā)射無線倍號通過無線路巾器接收，再??將接收的動態(tài)信號無線傳輸至數(shù)據(jù)采集控制計算機??進行記錄和分析＾實

杜鵬程等：離心載荷作用下風力機葉片表面應力分析??１９６７??９期??圖３旋轉(zhuǎn)葉片動態(tài)應變實驗測試系統(tǒng)??Ｆｉｇ．?３?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｔｅｓｔ?ｓｙｓｔｅｍ?ｆｏｒ?ｄｙｎａｍｉｃ?ｓｔｒａｉｎ?ｏｆ??ｒｏｔａｔｉｎｇ?ｂｌａｄｅ??２．３．２數(shù)值模擬與實驗結(jié)果對比分析??通過調(diào)節(jié)變頻器頻率，獲得風輪在轉(zhuǎn)速５４５??ｒ／ｍｉｎ的旋轉(zhuǎn)工況下葉片表面應變分布規(guī)律，與數(shù)??值模擬施加轉(zhuǎn)速ＭＳ?ｒ／ｍｉｎ?．工況下．，沿葉展提取的??相應７個測點的應變值進行對比分析，??其結(jié)果如圖４所示．??從弦線方向分析，葉根截面最大等效應力出現(xiàn)在翼??型壓力面的中部附近，即靠近翼型截面的形心位餐，??向前緣和后１緣發(fā)展均呈現(xiàn)不同程度減小的趨勢??閉５紙力面等敦歷力分布Ｓ質(zhì)??Ｆｉｇ．?５?Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ?ｓｔｒｅｓｓ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｃｌｏｕｄ?ｍａｐ?ｏｆ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ??ｓｕｒｆａｃｅ??１６００??１４００??Ｌ?１２００??．１０００??ｔ?８００??閣６００??４００??２００??圖４數(shù)值模擬與實驗結(jié)果對比分析??Ｆｉｇ．?４?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ａｎｄ?ａｎａｌｙｓｉｓ?ｏｆ?ｎｕｍｅｒｉｃａｌ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ａｎｄ??ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｒｅｓｕｌｔｓ??由圖４翼型壓力面參考點數(shù)值模擬與實驗結(jié)果??對比可知，兩條曲線的趨勢一致，二者的最大誤差??為７主要由于實驗測試號數(shù)值模擬建模所釆用??的葉片安裝方式不同造成的誤差．實驗測試與數(shù)值??模擬得出的結(jié)果趨勢基本一致，故數(shù)值模擬分析方??．法可靠??３計算結(jié)果分析??計算離心載荷作用下葉片表面等效應力的分

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3363441