| 题名 | 大型风电叶片三维建模及有限元分析 |
| 作者 | 高兴峰 |
| 答辩日期 | 2019 |
| 导师 | 安宗文 |
| 关键词 | 风电叶片 三维建模 模态分析 静力分析 屈曲分析 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 风电叶片是风电机组接收风能的主要部件。随着风电机组装机容量的不断增大,叶片的尺寸也随之增大。因此,对风电叶片模态、强度和屈曲稳定性提出了更高的要求。本文研究了某1.5MW复合材料风电叶片的模态、强度和屈曲稳定性,并对分析结果进行了总结与探究,获得叶片各项特性的一般规律,并以此对叶片的设计制造和预防失效破坏提供了参考依据。本文主要研究内容及结论如下:(1)风电叶片有限元模型的建立。采用坐标变换公式将原始翼型坐标变换为叶片截面三维空间坐标,利用Solidworks软件生成叶片三维几何模型;将叶片几何模型导入有限元软件Abaqus中,设置材料参数,按照叶片铺层理论对叶片进行分段、分区域式铺层,使模型更为接近叶片的真实铺层状况,并通过设置边界条件、网格划分,生成叶片有限元模型。(2)风电叶片模态分析。基于Abaqus对风电叶片有限元模型进行了模态分析。通过模态分析获得了叶片的前六阶模态振型和固有频率,可知固有频率与实际叶片的固有频率实测值相接近,验证了叶片有限元模型的合理性;与风轮转动频率进行对比,得出该叶片的固有频率远离风轮转动频率,不会发生共振。(3)风电叶片静力分析。基于Abaqus对风电叶片有限元模型进行了静力分析。通过静力分析获得了叶片在50m/s极限风速下的应力分布情况,获得叶片的应力主要分布于叶片距叶根1/3~2/3处,且主梁、腹板为主要承载结构;叶片危险截面为距叶尖1/3截面处,同时在强度、刚度两方面均满足设计要求。(4)风电叶片屈曲分析。基于Abaqus对风电叶片有限元模型进行了屈曲分析。通过屈曲分析获得了叶片容易发生屈曲失稳的位置为叶片距叶根6m~10m处(叶片最大弦长附近区域)的后缘空腔处;叶片前六阶的屈曲因子均大于1,即叶片的屈曲载荷大于所承受的实际载荷,验证叶片的屈曲稳定性满足要求足屈曲强度要求。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 70 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/94811]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 高兴峰. 大型风电叶片三维建模及有限元分析[D]. 2019. |
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