冰雹沖擊風(fēng)電葉片的應(yīng)力特性研究.pdf

1、風(fēng)能作為一種無污染、可再生、能量大且前景廣闊的能源，已經(jīng)引起了世界各國的重視及利用。葉片作為風(fēng)力機的力源，其結(jié)構(gòu)和受力相當(dāng)復(fù)雜，是風(fēng)電系統(tǒng)中最容易出現(xiàn)故障的部位，因此葉片的選材、設(shè)計、健康監(jiān)測及檢測被視為風(fēng)力發(fā)電設(shè)備性能和安全運行的關(guān)鍵。
　　葉片的沖擊應(yīng)力分析可以清晰明確地體現(xiàn)出葉片結(jié)構(gòu)中各區(qū)域抗沖擊能力的強弱以及每個區(qū)域受到?jīng)_擊時的應(yīng)力分布，從而為葉片的結(jié)構(gòu)設(shè)計、各部位材料的鋪層設(shè)計提供重要的參考依據(jù)；而且通過應(yīng)力分析可以更加

2、準確地把握健康監(jiān)測的部位，為傳感器的布置提供重要的理論依據(jù)；另外，通過對含預(yù)裂紋葉片的沖擊特性以及裂紋的擴展方式研究，為葉片的檢測以及裂紋的修補提供重要的參考價值。
　　基于現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機葉片設(shè)計基礎(chǔ)理論，論文分析了風(fēng)電葉片氣動參數(shù)、結(jié)構(gòu)參數(shù)的構(gòu)成，探討了葉片材料和構(gòu)造形式的選擇，研究了葉片初始結(jié)構(gòu)設(shè)計的理論方法。
　　論文基于風(fēng)電葉片的材料進行了冰雹沖擊模擬仿真，分析了平板承受冰雹沖擊時的應(yīng)力特性以及應(yīng)力波的傳播特性，并

3、通過不同材料的沖擊仿真對比，研究了與材料無關(guān)的應(yīng)力特性；應(yīng)用控制變量法研究了沖擊過程中對應(yīng)力造成影響的主要因素。
　　運用葉片初始結(jié)構(gòu)設(shè)計方法對葉片進行了初始結(jié)構(gòu)設(shè)計，建立了葉片的三維模型及其有限元模型，基于葉片上結(jié)構(gòu)不同的位置進行了冰雹沖擊仿真模擬，詳細分析了葉片結(jié)構(gòu)對應(yīng)力特性的影響，以及各區(qū)域位置上應(yīng)力及應(yīng)力波傳播的特性，對比了不同結(jié)構(gòu)位置上所體現(xiàn)的應(yīng)力特性差異及其抗沖擊能力的強弱。
　　研究了裂紋的產(chǎn)生及擴展機理，建立