ddl型葉片結(jié)構(gòu)與工藝設(shè)計(jì)—ddl型葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開題報(bào)告_第1頁
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文檔簡(jiǎn)介

1、<p><b>  編號(hào)</b></p><p><b>  無錫太湖學(xué)院</b></p><p><b>  畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</b></p><p><b>  相關(guān)資料</b></p><p>  題目: DDL型葉片及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)&

2、lt;/p><p>  DDL型葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </p><p>  信機(jī) 系 機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè)</p><p>  學(xué) 號(hào):     0923191    </p><p>  學(xué)生姓名: 邵亦飛 </p><p>  指導(dǎo)教師:   宋廣雷(職稱:副教授)&

3、lt;/p><p>  2013年5月25日</p><p><b>  目 錄</b></p><p>  一、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告</p><p>  二、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯及原文</p><p>  三、學(xué)生“畢業(yè)論文(論文)計(jì)劃、進(jìn)度、檢查及落實(shí)表”</p>&l

4、t;p><b>  四、實(shí)習(xí)鑒定表</b></p><p><b>  無錫太湖學(xué)院</b></p><p><b>  畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</b></p><p><b>  開題報(bào)告</b></p><p>  題目: DDL型葉片結(jié)構(gòu)與工藝

5、設(shè)計(jì) </p><p>  DDL型葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) </p><p>  信機(jī) 系 機(jī)械工程及自動(dòng)化 專業(yè)</p><p>  學(xué) 號(hào): 0923191 </p><p>  學(xué)生姓名: 邵亦飛 </p><p>  指導(dǎo)教師: 宋廣雷

6、(職稱:副教授 )</p><p>  2012年11月12日 </p><p><b>  英文原文</b></p><p>  DDL-type blade structure and process design</p><p>  Energy is an important material foundat

7、ion for economic and social development. Since the industrialization of society, world soaring energy consumption, coal, oil, natural gas and other fossil energy resources consumption rapidly, ecological environment is d

8、eteriorating, especially greenhouse gas emissions, leading to increasingly serious global climate change, sustainable development of human society by the Yan Zhongwei coerce. With the development of human society, the pr

9、ogress of science and</p><p>  Wind energy is a clean renewable energy, "according to the World Meteorological Organization (WMO) analysis, the total global wind energy is 3xlo, the.Kw, which can make u

10、se of wind energy is 2xlo, kw. Therefore, the development and utilization of wind energy resources, not only can look for new alternative energy, but also conducive to environmental protection "solar radiation of th

11、e earth the approximately 20% into the wind, the global wind energy if 1% is used to generate power, can meet all </p><p>  Wind turbine blade is the most basic and most important part of the wind turbine, i

12、ts good design! Reliable quality and superior performance is guaranteed by design factors "normal stable operation of wind turbines from the perspective of the wind wheel blades plays an inestimable role in the wind

13、 turbine. Design of wind turbine blades based on the theory and its correction theory have many design and calculation methods are mainly: Bates theory, SCHMITZ theory,.GLAUERT model and Wilson model "w</p>&

14、lt;p>  Wind turbine design is a comprehensive technology involving aerodynamics, structural dynamics meteorology!!! Of mechanical and electrical engineering, automatic control computer!! the professional technology &q

15、uot;in China to design technology of wind machine mainly carried on the wind turbine aerodynamic design and calculation method, calculation of structural dynamic analysis of wind turbine and method, GRP wind turbine blad

16、e design method of wind turbine, variable speed constant frequency technolo</p><p>  In recent years, engineering designers tend to take to limit use of structural materials, making all kinds of structure is

17、 more and more light, in order to increase the payload, to obtain greater economic benefits "but in this way, the structure of flexible structure vibration induced by fluid flow increases, the serious" with the

18、 development of science and technology, components of velocity and the dynamic mechanical vehicle running faster and faster, the ground building structure is more and m</p><p>  With the development of wind

19、turbine blade, the research is mainly focused on the research and analysis of the structure of blade airfoil "the impeller blades to meet the air dynamics based on KLARK has designed a Y type, NACA type, FX type, do

20、uble feather blade" in the domestic wind turbine airfoil, the most representative is NACA series. Study on new airfoil rarely "due to the geometrical parameters and the lack of dedicated the new wind turbine ty

21、pe dynamic performance parameters, which direc</p><p>  Structure analysis, including analysis, dynamic stability analysis, fatigue analysis "analysis mostly by classical method similar to the helicopte

22、r wing blade aerodynamic characteristics, considering the out-of-plane waving! In-plane shimmy and the torsion no pre - cone torsional mode combined HOUBOLT and Brooks is not a torsional degrees of freedom coupling the d

23、ifferential equations of motion (Sichuan" of some nonlinear terms on the aeroelastic effects are important with uniform blade, researc</p><p>  From the process of making blade speaking, the current hig

24、h! And medium-sized fan blade basically form the skin and girders, by multi step forming process of preparation, which were making blades! Under the shell and keel beam (WEB), then stick together "due to the bonding

25、 strength at the far below the shell itself strength, make the blade housing property can not be brought into full play, leaf Keyi similar thin-walled open section beam is far less than the carrying capacity of thin-wall

26、ed beam</p><p>  Large wind turbine blades are mostly uses the assembly manufacturing, respectively in the two female die forming blade skin, are respectively formed on special molds girder and other glass s

27、teel components, and then to the master molds to two skins! Beam and other components of the adhesive are assembled together, clamping pressure solidified to form integral blade "molding process of FRP blade are: ha

28、nd lay-up! Vacuum assisted injection! Resin transfer molding (RTM) process of impregnation! Scr</p><p>  Composite blade manufacturers use wet lay-up process, this process has been difficult to achieve large

29、-scale wind turbine blade of megawatt, VARTM is the new technology "to solve the problem of Shanghai FRP Research Institute in the development of IMW wind turbine blades with the process, through many experiments, e

30、xploring a series of technical problems are solved vacuum cloth tube, control, resin selection, stacking fold, the technical level of blade molding process has been greatly improved" </p><p><b>  

31、中文譯文 </b></p><p>  DDL型葉片結(jié)構(gòu)與工藝設(shè)計(jì)</p><p>  能源是經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。社會(huì)工業(yè)化以來,世界能源消費(fèi)劇增,煤炭、石油、天然氣等化石能源資源消耗迅速,生態(tài)環(huán)境不斷惡化,特別是溫室氣體排放導(dǎo)致日益嚴(yán)峻的全球氣候變化,人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展受到嚴(yán)重威脅。隨著人類社會(huì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步以及日益嚴(yán)重的資源和環(huán)境問題的挑戰(zhàn),世界能源結(jié)構(gòu)開始

32、經(jīng)歷第三次大的變革,即從煤炭、石油、天然氣為主的能源系統(tǒng),開始轉(zhuǎn)向以可再生能源為基礎(chǔ)的能源系統(tǒng)。</p><p>  風(fēng)能是一種清潔的可再生能源"據(jù)世界氣象組織(WMO)分析,全球總風(fēng)能為3xlo,.kw,其中可利用的風(fēng)能為2xlo,kw。因此,開發(fā)和利用風(fēng)能資源,不僅可以尋找新的替代能源,而且有利于環(huán)境保護(hù)"地球接受的太陽輻射能大約有20%轉(zhuǎn)化成風(fēng)能,全球風(fēng)能總量如果1%用來發(fā)電,就能滿足全

33、部能源消耗"風(fēng)能是地球與生俱來的資源,作為可再生的綠色能源,憑借其巨大的商業(yè)潛力和環(huán)保效益,在全球的新能源和可再生能源行業(yè)中創(chuàng)造了最快增速"在過去的10年間,風(fēng)電發(fā)展不斷超越其預(yù)期的發(fā)展速度,而且一直保持著世界增長(zhǎng)最快的能源的地位"2000年以來,全球風(fēng)電裝機(jī)容量年平均增長(zhǎng)率為26.3%。根據(jù)丹麥BTM報(bào)告,2005年全世界新增風(fēng)電裝機(jī)容量11407MW,t比上年增加了3253MW,增長(zhǎng)了40%;新增風(fēng)電總

34、投資達(dá)120億歐元至140億歐元"截至2005年底,世界風(fēng)電裝機(jī)容量為59263Mw,同比上年增長(zhǎng)24%[9]"目前,己有48個(gè)國(guó)家頒布了支持可再生能源發(fā)展的相關(guān)法律法規(guī),政策法規(guī)對(duì)風(fēng)電發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用"</p><p>  風(fēng)力機(jī)葉片是風(fēng)力機(jī)中最基礎(chǔ)和最關(guān)鍵的部件,其良好的設(shè)計(jì)!可靠的質(zhì)量和優(yōu)越的性能是保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組正常穩(wěn)定運(yùn)行的決定因素"從這一層面上講風(fēng)輪葉片

35、的設(shè)計(jì)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中占有不可估量的地位。風(fēng)力機(jī)葉片設(shè)計(jì)根據(jù)不同的理論及其修正理論有許多設(shè)計(jì)計(jì)算方法目前主要有:貝茨理論,SCHMITZ理論.GLAUERT模型和Wilson模型"其中簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)理論是基于圓盤理論,原理及模型最簡(jiǎn)單,但因簡(jiǎn)化因素較多,故設(shè)計(jì)精度較差,在設(shè)計(jì)小型風(fēng)力機(jī)是可以采用;Sc加MITZ理論、GLAUERT模型和WNSON模型基于渦流理論,設(shè)計(jì)精度相對(duì)較高,適合于設(shè)計(jì)大型風(fēng)力機(jī);現(xiàn)在設(shè)計(jì)多采用基于渦流理論的設(shè)

36、計(jì)模型"如GLAUERT理論考慮了風(fēng)輪后渦流流動(dòng)的葉素理論,但忽略了葉片翼型阻力和葉梢損失的影響;Wilson理論對(duì)GLAUERT理論作了改進(jìn),研究了梢部損失和升阻比對(duì)葉片最佳性能的影響,還研究了風(fēng)輪在非設(shè)計(jì)狀態(tài)的性能,因而,該理論廣泛用于葉片氣動(dòng)性能的計(jì)算.</p><p>  風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)是一門綜合技術(shù),涉及到空氣動(dòng)力學(xué)!結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)!氣象學(xué)!機(jī)電工程!自動(dòng)控制!計(jì)算機(jī)等專業(yè)技術(shù)"我國(guó)對(duì)風(fēng)力機(jī)

37、設(shè)計(jì)技術(shù)主要進(jìn)行了風(fēng)力機(jī)空氣動(dòng)力設(shè)計(jì)和計(jì)算方法,風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算和分析方法,風(fēng)力機(jī)玻璃鋼葉片設(shè)計(jì)方法,風(fēng)力機(jī)變速恒頻技術(shù),風(fēng)力機(jī)自動(dòng)控制技術(shù),風(fēng)力機(jī)調(diào)(限)速特性,風(fēng)力機(jī)調(diào)向特性,風(fēng)力機(jī)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和軟件包開發(fā)等研究工作,取得了較快的進(jìn)展"</p><p>  近年來,工程設(shè)計(jì)師們都傾向于把結(jié)構(gòu)材料利用到極限,使得各種結(jié)構(gòu)越來越輕巧,以增加有效載荷,從而獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益"但這樣一來,結(jié)構(gòu)

38、的撓性就增大,氣流誘發(fā)的結(jié)構(gòu)振動(dòng)就嚴(yán)重了"隨著科學(xué)技術(shù)的普遍發(fā)展,飛行器的速度及其動(dòng)力機(jī)械部件運(yùn)轉(zhuǎn)的速度越來越快,地面建筑結(jié)構(gòu)越來越高,橋梁跨度也越來越大,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片越來越長(zhǎng),在空氣動(dòng)力作用下這些薄壁件都是很好的彈性體,極易變形而出現(xiàn)顫振"即結(jié)構(gòu)與氣流藕合振動(dòng)問題的嚴(yán)重性在不斷增長(zhǎng).</p><p>  隨著風(fēng)力機(jī)的發(fā)展,葉片的研究主要是集中在葉片翼型的研制和結(jié)構(gòu)分析"其中葉輪

39、葉片在滿足空氣動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)上已設(shè)計(jì)出KLARK一Y型、NACA型、FX型、雙羽型葉片"在國(guó)內(nèi),風(fēng)力機(jī)翼型最有代表性的是NACA系列.對(duì)新翼型的研究很少"由于缺乏風(fēng)力機(jī)專用新翼型的幾何參數(shù)和氣動(dòng)性能參數(shù),這也直接影響了我國(guó)大型風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)設(shè)計(jì)水平對(duì)于翼型研制方面,近十幾年來,隨著計(jì)算流體力學(xué)(CFD)水平的提高,各種葉片幾何優(yōu)化的方法開始出現(xiàn),采用數(shù)值計(jì)算方法,各截面氣動(dòng)參數(shù)的準(zhǔn)確確定"實(shí)現(xiàn)在一定輸出功率下的最

40、佳葉片的幾何形狀和氣動(dòng)設(shè)計(jì)"氣動(dòng)設(shè)計(jì)的新方法可分為兩大類:一類是直接數(shù)值優(yōu)化方法,簡(jiǎn)稱為最優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,它將CFD同最優(yōu)化方法結(jié)合起來,通過幾何形狀的不斷修正來尋求目標(biāo)函數(shù)的極值"另一類是反設(shè)計(jì)方法,它是首先給定希望達(dá)到的氣動(dòng)狀態(tài)(如壓力分布),通過幾何和流動(dòng)的控制方程,逐步逼近給定的氣動(dòng)狀態(tài),求得滿足給定流場(chǎng)的氣動(dòng)翼型,它克服了傳統(tǒng)翼型設(shè)計(jì)方法的許多缺點(diǎn)。</p><p>  結(jié)構(gòu)分析中,主

41、要包括了動(dòng)力特性的分析,穩(wěn)定性分析,疲勞分析"葉片氣動(dòng)特性分析計(jì)算大都采用類似直升機(jī)機(jī)翼的經(jīng)典方法,考慮面外揮舞!面內(nèi)擺振和扭轉(zhuǎn)模態(tài)的組合HOUBOLT和Brooks推導(dǎo)了沒有預(yù)錐的扭轉(zhuǎn)非均勻槳葉的揮舞一扭轉(zhuǎn)自由度禍合微分運(yùn)動(dòng)方程〔川"某些非線性項(xiàng)對(duì)氣動(dòng)彈性的影響是很重要的,國(guó)內(nèi)外研究者根據(jù)一定的物理假設(shè)對(duì)這個(gè)復(fù)雜的物理問題進(jìn)行簡(jiǎn)化,發(fā)展了許多簡(jiǎn)化解法的工程模型,推導(dǎo)了含有非線性項(xiàng)的運(yùn)動(dòng)方程WENDEN推導(dǎo)了適用于風(fēng)

42、輪槳葉的氣動(dòng)載荷,用非禍合的非旋轉(zhuǎn)模態(tài)研究了其氣動(dòng)彈性穩(wěn)定性問題〔351,K"TTAPALLI等用非禍合的旋轉(zhuǎn)模態(tài)對(duì)該問題進(jìn)行了研究,在計(jì)算過程中,忽略了葉片和塔架的禍合效應(yīng),對(duì)非線性方程進(jìn)行線化處理,得出了風(fēng)力機(jī)葉片的靜態(tài)響應(yīng)及其穩(wěn)定性邊界,與試驗(yàn)結(jié)果相比偏于保守。"Miller等用半剛性模型研究風(fēng)輪的氣動(dòng)彈性穩(wěn)定性問題〔a7]CHOPRA和DUGUNDI用非線性半剛性模型研究了槳葉氣動(dòng)彈性響應(yīng)和穩(wěn)定性問題李本立和

43、安玉華建立風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的非線性運(yùn)動(dòng)方程,采用模態(tài)法求解揮舞!擺振!扭轉(zhuǎn)微分方程并應(yīng)用了數(shù)值結(jié)果對(duì)風(fēng)力機(jī)的氣動(dòng)彈性穩(wěn)定性進(jìn)行了分析。曹人靖!劉冥建</p><p>  從制作葉片的工藝上講,目前的大!中型風(fēng)機(jī)葉片基本上采用蒙皮與主梁的構(gòu)造形式,通過多步成型工藝制備,即先分別制作葉片的上!下外殼和龍骨梁(腹板)后,再粘成一體"由于粘接處的強(qiáng)度遠(yuǎn)低于殼體本身的強(qiáng)度,使葉殼性能得不到充分發(fā)揮,類似開口薄壁梁遠(yuǎn)

44、不及閉口薄壁梁的承載能力"單腹板支撐的葉殼易發(fā)生失穩(wěn)破壞〔4s],多個(gè)梁或腹板則須增添更多模具"這無疑會(huì)增加成本,降低葉片的利用率"因此,如果采用整體一次成型制備中空葉片,可有效減輕重量,降低成本,提高葉片的整體力學(xué)性能、這就需要對(duì)這種新型葉片結(jié)構(gòu)進(jìn)行極限分析并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)合理設(shè)計(jì),因?yàn)閭鹘y(tǒng)葉片以龍骨梁(腹板)為主承力件。</p><p>  大型風(fēng)力機(jī)葉片大多采用組裝方式制造,分

45、別在兩個(gè)陰模上成型葉片蒙皮,分別在專用模具上成型主梁及其他玻璃鋼部件,然后在主模具上把兩個(gè)蒙皮!主梁及其它部件膠接組裝在一起,合模加壓固化后形成整體葉片"FRP葉片的成型工藝大致有:手糊工藝!真空輔助注射!樹脂傳遞模塑(RTM)!scrimp浸漬工藝!纖維纏繞藝FW、纖維鋪放工藝(FP)!木纖維環(huán)氧飽和工藝(WWEST)!模壓工藝,這些方法各有側(cè)重。手糊工藝:屬于傳統(tǒng)葉片成型工藝,也稱作濕法成型,將纖維基材鋪設(shè)放在單模中,然后

46、用滾或毛刷涂覆玻璃布和樹脂,常溫固化后脫膜,該法以手工勞動(dòng)為主,成本低,用于低成本!形狀復(fù)雜制品"干法成型屬于新興技術(shù),先將纖維制成浸料,現(xiàn)場(chǎng)鋪放,加溫(或常溫)加壓固化,其生產(chǎn)效率高,由丹麥的Vestas公司首創(chuàng)并大量應(yīng)用"樹脂傳遞模塑(RTM):屬于最新發(fā)展的葉片成型方法,將纖維預(yù)成型體置于模腔中,注入樹脂后加溫成型"該法是目前世界上公認(rèn)的低成本制造方法,發(fā)展迅速,應(yīng)用廣泛,并衍生出多種方法,主要有生產(chǎn)

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