主动气动弹性机翼的颤振主动抑制与阵风减缓研究

多输入／多输出系统的颤振主动抑制与阵风减缓是主动气动弹性机翼技术的重要研究方面。以一个带有两个后缘控制面的三角机翼风洞模型为研究对象，采用LQG／奇异值控制理论设计颤振主动抑制与阵风减缓的鲁棒控制律，对组成的闭环系统进行控制仿真。并从闭环稳定特性、阵风响应减缓效果、作动器功率需求和控制律的降阶四个方面提出评估指标，对闭环系统进行工程特性评估。结果表明，设计所得到的控制律能应用于工程实践。     

风力机气动弹性稳定性问题综述

随着风力发电设备的不断大型化,风力机的气动弹性稳定性问题对其设计和运行的影响也越来越大.文中综述了叶素-动量方法(Blade Element Momentum,BEM)和三维计算流体力学方法(3D Computational Fluid Dynamics,3D CFD)在该问题中的应用和最新进展.     

风力发电机叶片的气动弹性及颤振研究综述

随着风力发电产业的发展以及风力发电机的大型化,风力发电机气动弹性不稳定的问题对风力发电设备的设计和影响越来越大。该文总结了解决风力发电机叶片气动弹性稳定性问题常用的三种方法:BEM方法、动态失速模型和CFD方法;随后通过对风力发电机叶片颤振破坏机理进行分析,概述了风力机叶片颤振抑制的研究方法及研究现状。     

大型水平轴风力机动态分析

风力机系统模型及其不确定性是鲁棒控制器设计的前提。本文利用系统辨识的方法分析了水平轴几力机的模型。考虑到风速是系统一个不可控制的输入,本文采用分散的方法将风束发量和脉动分量两个部分,平均分量的作用旭入名义模型。脉动分量 的影响归入模型的不确定部分。     

磨削颤振特性研究进展

首先阐述了磨削加工过程中的颤振会导致工件尺寸误差、形位误差、表面粗糙度和波纹度等指标的恶化,直接影响了工件加工精度和表面质量;接下来系统地介绍了现有的、比较有代表性的磨削颤振机理研究技术;最后对磨削颤振特性研究技术的发展前景进行了展望,指出了该研究领域当前需要进一步研究的问题和发展趋势,为今后的研究提供参考。     

水平轴风轮单桨叶气动弹性稳定性分析

该文对水平轴风轮桨叶采用了半刚性模型，完整地推导了非线性稳态方程、扰动方程和准定常气动载荷，用ＮＡＳＡ ＭＯＤ－０ＨＡＷＴ的标准数据及取值范围为基础，进行了计算和讨论，验证了建模的合理性和方程推导的正确性，用该模型及其运动方程可完成单桨叶的气动弹性稳定性分析。     

风力机叶片数学模型及叶片函数化设计法探讨

为实现叶片的函数化设计,经过对翼型函数进行坐标变换、扭角旋转变换和数学推导等步骤,建立了叶片的通用数学模型,且给出了具有2个参变量(翼展位置、弦长位置)的显式参数方程组;提出了叶片函数化设计法的初步设想,用叶片函数生成了叶片三维立体图像,给出了两组示例。研究表明,叶片数学模型由翼型函数、弦长函数和扭角函数3个子函数组成,且可用显式方程组表示;通过调整叶片子函数的结构或其中的常数值,可以方便、迅速地修改设计,且可随时显示最终效果图,在叶片函数与叶片图像之间可建立一一对应的随动关系,能方便设计分析工作。     

小型水平轴风力机限速控制机构设计方法的选择

对300W风力发电机组的限速控制机构进行了设计.首先分析了限速控制机构的运作原理,选择尾舵的偏航模式:然后给出了尾舵回位力矩精确的计算公式,指出了尾舵的平衡力矩是由风向和尾舵角度之间产生的气动力形成的;最后,选择出适合于小型水平轴风力机限速控制机构的设计方法.     

大型风力机柔性叶片非线性气弹模态分析

针对风力机尺寸增大,叶片刚柔耦合和气弹耦合特性增强,研究大型风力机转动柔性叶片弯曲与扭转耦合变形下的气弹模态及其稳定性。为准确描述柔性叶片的非线性变形特性,采用"超级单元"将柔性叶片离散成若干个刚体,并由运动副与力元连接构成多体系统,而后通过牛顿-欧拉方程建立叶片非线性动力学方程;气动模型则采用叶素动量理论结合修正的B-L (Beddoes-Leishman, B-L)动态失速模型,计算非定常气动载荷;然后基于变分原理,线性化叶片结构与气动载荷动力学方程,构建转动叶片的气弹线性化状态方程。最后以NREL 5 MW叶片为研究对象,在确定尖速比下,分析大型柔性叶片转动条件下的气弹复模态,计算叶片气弹频率与气弹阻尼比,分析叶片气动阻尼对颤振的影响,探究大型叶片颤振失稳机理。     

Identification of turbine blade flutter

Unstable vibrations during turbine flutter are studied. Analysis of strain gage records of blade vibrations and synchronous records of the pressure pulsations in the countercurrent gas flow shows that the damping of vibration modes is the most informative parameter determining flutter evolution. The time dependences of frequency spectra and of damping at these frequencies are determined by the Prony method. The coincidence of the eigenfrequencies of the blades and the synchronous character of the changes in the shape of the time dependences of damping at these frequencies and at the frequencies of the diametric modes of the pressure pulsations in the gas flow guarantee that it is collective vibrations of the blades related to the phenomenon of flutter that occur.     

风机叶片打磨机器人的动力学控制

针对风机叶片打磨加工的特性,设计了可替代人工作业的机器人系统.在对风机叶片打磨机器人系统进行动力学建模的基础上,分别提取出移动平台和机械手的动力学模型.针对两个子系统分别采用了滑模控制和PD(比例微分)反馈控制.最后进行了仿真实验,通过对实验结果的分析得出:所建立的控制器可实现对风机叶片打磨机器人的有效控制,仿真结果符合移动机械手系统的相关特性.     

兆瓦级风力发电机组叶片设计

研究兆瓦级风力发电机叶片翼型建模的方法,应用UG、Matlab建立叶片实体模型,并对叶片的翼型设计提出优化的方法。     

面向风机叶片的五轴联动后处理程序研究

针对DMU100五轴联动加工中心的后置处理而进行研究,由于该机床配置Heidenhain iTNC530控制系统,现有CAD/CAM软件无现成的后置处理,使得该机床五轴联动的功能无法发挥出来,同时也限制机床的加工能力.研究结果表明,基于UG后处理构造器开发的面向风机叶片的DMU100加工中心专用后处理程序是可行的.     

风力机叶片根部孔缺陷应力分析

大型风力发电机的叶片几乎都是复合材料加工而成,由于各种原因,叶片在加工过程可能会出现各种质量问题。以1.5MW根部T型螺栓孔打孔损伤叶片为例,应用ANSYS软件建立了叶片根部与T型螺栓的有限元模型。对其根部和T型连接螺栓进行了受力分析,并分别比较了正常结构和损伤结构两种情况下叶片根部T型螺栓孔和螺栓的应力。计算结果表明,叶片根部缺陷孔应力还处在可接受范围内,对T型螺栓的受力也影响不大,受损叶片可通过进一步补强后正常使用。     

风力发电机叶片动力学研究与分析

根据风机气动相关理论,进行叶素空气动力学特性分析,并给出叶片气动力的计算表达式,采用ANSYS有限元分析软件对风机叶片模型进行振动模态分析,计算了叶片的固有频率、各阶振型图,为避免叶片发生共振、提高叶片使用寿命提供了分析方法。     

基于UG的风力机叶片参数化建模方法研究

对风力机中最关键和最基础的部件--叶片进行了参数化建模方法的研究.结合坐标变换关系,运用EXCEL强大的数据处理功能,对叶片翼型上各离散点数据进行处理,得到各离散点空间坐标;基于UG的自由曲面造型功能,采用三次B样条拟合方式绘制了叶片截面的空间样条曲线,构建了该风力机叶片的空间三维模型.提出的方法,大大提高了建模效率.为后续结构强度、叶片的力学特性计算提供基础.     

风机叶片纤维带铺放头设计

分析了风机叶片铺放机的铺放过程,得出了铺放头所具有的功能,依据其功能对风机叶片铺放机的铺放头进行机构设计,铺放头机构设计主要包括压紧机构设计、剪断纤维机构设计、重新送料机构设计和加热装置的设计.首先,结合风机叶片的特点从总体上设计铺放头机构简图;其次,对各机构进行具体设计,之后应用Pro/ENGTNEER Wildfire2.0软件的零件设计和装配设计功能对各机构进行实体建模;最后,把各个机构实体模型装配在一起形成铺放头.     

智能材料的风机叶片振动主动控制分析

对风力发电机叶片破坏形式、主动控制用智能材料作了介绍,进一步分析了用智能材料进行风机叶片保护可行性。分析了基于智能材料叶片主动控制方案,为进一步实现叶片振动保护打下基础。     

基于试验设计法的风机叶片铺层结构分析及优化

为了研究分析铺层结构对风力发电机叶片强度的影响,建立了叶片有限元模型,计算获得了各个铺层方案下某型号叶片的强度指标值,最后,基于实验设计法对叶片铺层结构进行了优化设计。分析结果表明:±45°单层纤维铺层对叶片强度的影响要大于0°单层纤维铺层;这两类铺层对强度的影响存在耦合作用;基于试验设计方法优化设计获得的铺层结构能满足强度要求。