發(fā)布時間：2022-02-12 19:55

　　以風(fēng)力驅(qū)動探測車專用微型垂直軸風(fēng)力發(fā)動機為研究對象,使用Profili翼型設(shè)計軟件生成了微型垂直軸風(fēng)力發(fā)動機上NACA0018翼型葉片的翼型輪廓,使用SolidWorks三維圖形繪制軟件繪制了其翼型曲線.采用Abaqus仿真分析軟件,對微型垂直軸風(fēng)力發(fā)動機葉片支撐桿、風(fēng)力發(fā)動機轉(zhuǎn)軸進行靜力學(xué)仿真分析,驗證了相關(guān)設(shè)計的合理性. 

【文章來源】：成組技術(shù)與生產(chǎn)現(xiàn)代化. 2019,36(02)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

圖１ＮＡＣＡ００１８翼型模型

技術(shù)創(chuàng)新ＧｒｏｕｐＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆ＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＭｏｄｅｒｎｉｚａｔｉｏｎＶｏｌ．３６，Ｎｏ．２，２０１９風(fēng)力發(fā)動機的幾何性能參數(shù)如表１所示．表１風(fēng)力發(fā)動機的幾何性能參數(shù)旋轉(zhuǎn)軸直徑ｄ／ｍｍ橫向連接桿長度Ｒ／ｍｍ葉片數(shù)量Ｂ／片翼型弦長Ｃ／ｍｍ葉片高度Ｈ／ｍｍ風(fēng)輪直徑Ｄ／ｍｍ風(fēng)輪轉(zhuǎn)速ｎ／（ｒ·ｍｉｎ－１）１０８３３１００２１６１６６１２０設(shè)定翼型的壁厚為２ｍｍ．使用Ｐｒｏｆｉｌｉ翼型設(shè)計軟件生成弦長為１００ｍｍ的ＮＡＣＡ００１８翼型輪廓數(shù)據(jù)（表２）．將表２數(shù)據(jù)導(dǎo)入ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ軟件，可生成圖１所示的ＮＡＣＡ００１８翼型模型．表２ＮＡＣＡ００１８翼型輪廓數(shù)據(jù)坐標點Ｘ軸數(shù)值Ｙ軸數(shù)值１０９０．７３２０．０５９０．４５３０．１４８９．９９４０．２３８９．５２５０．３１８９．０４６０．４１８８．５５７０．５０８８．０５８０．６０８７．５４９０．６８８７．０３１００．７８８６．５０１１０．８８８５．９７圖１ＮＡＣＡ００１８翼型模型為使ＮＡＣＡ００１８翼型葉片在運轉(zhuǎn)過程中具有更好的承載能力和剛度，可在距其兩端３０ｍｍ處添加兩條５ｍｍ厚的加強筋．所得ＮＡＣＡ００１８翼型強化模型如圖２所示．圖２ＮＡＣＡ００１８翼型強化模型查閱資料，將ＮＡＣＡ００１８翼型葉片的雷諾數(shù)設(shè)為３０００００，并將其與翼型輪廓數(shù)據(jù)一起輸入Ｐｒｏｆｉｌｉ軟件，可得表３所示的ＮＡＣＡ００１８翼型葉片特征參數(shù)．表３ＮＡＣＡ００１８翼型葉片的特征參數(shù)升力系數(shù)Ｃｌ

技術(shù)創(chuàng)新《成組技術(shù)與生產(chǎn)現(xiàn)代化》２０１９年第３６卷第２期動力矩Ｔ與阻力矩Ｔ阻相等，且Ｔ產(chǎn)生于兩個驅(qū)動輪．車輪半徑為ｒ＝０．０３１ｍ，驅(qū)動力為Ｆ，傳動效率β＝０．６，可計算出，Ｔ的值為１．２Ｎｍ，風(fēng)力發(fā)動機總輸出扭矩Ｔ風(fēng)的值為２Ｎｍ．風(fēng)動機葉片數(shù)Ｂ＝３，則每片葉片所產(chǎn)生扭矩的值為０．６７Ｎｍ，每片葉片受切向力Ｆ１的值為８Ｎ．圖３所示為葉片受力情況．葉片的主要受力分別為風(fēng)能產(chǎn)生的切向力Ｆ１、自身重力Ｇ以及葉片繞中心旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力Ｆ２．支撐桿產(chǎn)生的彎矩主要是由葉片重力和葉片所受切向力產(chǎn)生的．圖３葉片受力情況風(fēng)力發(fā)動機葉片支撐桿的長度為Ｒ，也是風(fēng)力發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)半徑．可將葉片支撐桿受力模型（圖４）簡化成懸臂梁進行受力分析．圖４葉片支撐桿受力分析模型３．２葉片支撐桿靜力學(xué)模型的建立支撐桿分別受自身重力Ｇ１、葉片重力Ｇ、旋轉(zhuǎn)葉片產(chǎn)生的切向力和離心力４種力的作用．因為離心力對葉片產(chǎn)生的是拉伸作用，對支撐桿的影響較小，所以可暫不考慮．這里只考慮３種力對支撐桿的影響．整車結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為減小計算量，需簡化模型，將葉片等復(fù)雜特征隱去，將葉片對支撐桿的作用簡化為等效載荷施加于支撐桿的端部（圖５）．圖５葉片支撐桿簡化模型３．３約束條件及載荷（１）將支撐桿靠近轉(zhuǎn)軸的端面固定．重力加速度ｇ＝９．８ｍ／ｓ２．將重力賦予整個幾何模型．ＮＡＣＡ００１８葉片的重力為２．６Ｎ，將葉片的重力以等效載荷的形式施加于支撐桿的端部．（２）每個葉片在額定風(fēng)速下都會產(chǎn)生０．６７Ｎｍ的額定

【參考文獻】：
期刊論文
[1]當(dāng)前國內(nèi)風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況[J]. 祁和生,沈德昌.  機械工業(yè)標準化與質(zhì)量. 2009(11)
[2]水平軸與垂直軸風(fēng)力發(fā)電機的比較研究[J]. 蔣超奇,嚴強.  上海電力. 2007(02)
[3]水平軸與垂直軸風(fēng)力發(fā)電機的比較研究[J]. 蔣超奇,嚴強.  上海電力. 2007 (02)
[4]可變幾何型立軸風(fēng)力機氣動性能的數(shù)值試驗[J]. 田安久,朱文.  太陽能學(xué)報. 1982(03)

碩士論文
[1]風(fēng)力發(fā)電機整機性能評估與載荷計算的研究[D]. 郭健.大連理工大學(xué) 2003



本文編號：3622339