潮流能機組葉片機械結構設計及有限元分析.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和傳統(tǒng)能源的快速消耗，潮流能發(fā)電因其能量密度大，規(guī)律性強等特點得到了廣泛的關注和迅猛的發(fā)展。其中，潮流能機組葉片作為將海水動能轉化為機械能的核心部件，其運動狀況復雜且載荷多變，故而除水動力性能外，葉片工作的穩(wěn)定性和可靠性是影響潮流能發(fā)電產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化的關鍵因素。本文以120kW潮流能機組葉片為研究對象，在水動力結構設計完成的基礎上，從葉片機械結構初始設計、鋪層結構有限元分析、試驗驗證等方面進行研究，探尋可用于葉片性能可

2、靠性分析的有效方法。
　　第一章闡述了論文的研究背景，介紹了國內(nèi)外潮流能發(fā)電的研究進展進而介紹了復合材料葉片結構的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。提出了論文的主要研究內(nèi)容，強調(diào)了本文的研究意義。
　　第二章說明了基于葉素-動量理論計算潮流能葉片水動力載荷的方法，葉片復合纖維層合板的結構形式以及用于葉片鋪層設計的基本原則，最后介紹了可用于復合材料葉片強度分析的相關準則。
　　第三章利用基于BEM的Tidal Bladed計算了水動力載荷

3、葉片各截面的彎矩，并從材料選擇，剖面結構，葉根連接方式給出了設計依據(jù)。并主要對主梁帽，剪切腹板，葉根加強層材料的鋪層厚度進行了數(shù)值計算。
　　第四章建立了120kW葉片殼體模型并進一步完成了對其鋪層結構的有限元模擬。以此為基礎，對葉片進行了揮舞方向極限載荷下的靜強度分析，對葉片撓度進行了校核，并用Tsai-Wu失效準則進行了強度校核。此外，進一步做了模態(tài)分析，防止葉片因共振產(chǎn)生疲勞破壞。
　　第五章說明了120kW葉片揮舞方