100kW风力发电机叶片疲劳分析

结合有限元分析方法和叶片振动试验方法,利用最少的试验设备,检测出叶片危险部位的相应数据,以提高疲劳试验的可靠性。通过理论计算和数学建模相结合的方法,确定叶片阴阳两面最大变形位置,使试验条件更符合叶片的实际工况。分析试验结果显示,被测叶片达到了设计标准的要求。     

大型风力发电机旋转叶片结构动力特性分析

大型风力发电机叶片的结构动力特性是叶片结构设计时考虑的重要方面,其固有自振频率对于整个风力机的安全运行具有重要意义。文章基于现代柔性多体动力学理论和有限元数值分析相结合的方法,对5MW风力发电机叶片的固有振动特性进行分析。结合复合材料叶片结构特性及结构参数,建立了5 MW风机复合材料叶片有限元模型,计算了考虑动力刚化及阻尼效应影响下的固有频率和振型,揭示了动力刚化效应对叶片固有频率的影响规律;并结合坎贝尔图,对叶片进行了共振分析,为叶片的结构设计及优化提供了参考依据。     

风力发电机复合材料叶片结构特性分析

随着对风力发电机叶片性能要求的提高,新型复合材料在风力发电机叶片制造中的应用得到了广泛的关注与研究。由于新型复合材料及风力发电机叶片结构具有一定的复杂性,因此风力发电机复合材料叶片的结构特性很难计算。文章基于FAST软件,以1.5 MW风力发电机复合材料叶片为例,运用有限元原理将叶片分成若干叶素面,通过描述各个截面的几何形状、内部结构以及材料等来建立叶片模型,对风力发电机复合材料叶片的结构特性进行了分析研究。     

风力发电机叶片振动方程及固有频率

分析了风力发电机转子叶片所受的外力和外力矩，给出了叶片俯仰振动、扭转振动和摆动振动方程及相应的一阶振动固有频率。     

生物质风力发电机叶片复合材料制造因素的研究

通过研究生物质风力发电机叶片复合材料制造过程中的几个关键问题,找出生产生物质风力发电机叶片复合材料的最佳工艺,为进一步的生产打下基础.     

风力发电机叶片翼型气动性能分析与数值模拟

使用ANSYS FLUENT软件对风力发电机叶片翼型DU-93-W-210和S809的空气动力性能进行定常数值模拟和仿真分析,并和实验数据进行对比与分析。鉴于阻力系数的数值模拟结果与实验数据相比误差较大,通过分析其原因,发现在攻角较小时,翼型表面上有相当一部分流动属于层流流动,若对整个计算域使用湍流模型,显然会增大阻力系数。在此基础上,对CFD模型进行修改,在FLUENT模型里设置翼型转折点前为层流区域,从而能精确预测小攻角时的阻力系数。     

基于重量模型的风力发电机叶片设计问题的研究

以空气动力学、结构动力学和机械工程学为理论基础,分析了影响叶片重量的主要设计因素.在考虑风电机组叶片设计因素的前提下,利用机理分析法建立了风力发电机组叶片的重量模型.通过实际机型的数据验证了模型的合理性,说明利用重量模型研究风电机组设计的方法是可行的.     

潮流能水轮机复合材料叶片结构力学性能分析及选型

叶片是潮流能水轮发电机的主要承载构件,直接影响着整机的性能和寿命。文章针对100 k W水平轴潮流能水轮发电机复合材料叶片,结合叶片受力特点,提出了腹板式和箱梁式两种全复合材料叶片结构,并应用有限元软件ANSYS建立了含有复合材料铺层信息的三维模型,分析了叶片的强度、叶尖挠度及材料失效性。通过对两种叶片结构对比分析表明,箱型梁式叶片的结构形式更为合理,叶片自重可减少21%。文章的研究成果可为今后同类叶片的设计提供参考。     

大型水平轴式风电叶片的结构设计

风电叶片是风力发电设备的关键部件之一,其制造成本占总成本的20%～30%.叶片结构是叶片捕获风能的保证,并直接影响风力发电设备的运行寿命.因此,叶片结构设计的好坏在很大程度上决定了风力发电设备的可靠性和利用风能的成本.文章从材料、结构形式、铺层设计、结构分析等4个方面详细地阐述了风电叶片结构的设计技术.     

TMT40.3大型风力机叶片气动性能分析

基于BLADED软件平台,对TMT40.3大型风力机叶片的气动性能进行了分析.分析结果表明:TMT40.3大型风力机叶片应用在GL3A风场时的额定功率能达到1 650 kW,所承受的疲劳强度和极限载荷均能满足该款风力机叶片的设计要求,在叶尖速比为7.8～11.4的风能利用系数均在0.46以上,最高可达0.486,具有较好的气动性能和较宽的风速适应范围.     

风电叶片后缘疲劳加载设备摇臂支架结构优化设计

基于模态叠加理论对风电叶片后缘疲劳加载设备摇臂支架进行模态分析和拓扑结构优化。文章通过对风电叶片后缘疲劳加载模型进行合理简化,对摇臂支架所受载荷进行了等效分析,建立了摇臂支架的有限元模型,进而基于模态叠加法对摇臂支架进行动力学响应分析,得到了各阶次的频率分布情况。最后,以各板件厚度为约束条件,建立以质量最轻为目标函数的数学模型,结合OptiStruct软件得到了优化结果。结果表明,优化后的摇臂支架质量减少了985 kg,且在相同工况下,摇臂支架的变形量减少了4.7 mm,验证了优化后摇臂支架结构的可行性,为后缘加载装备的工程应用提供了理论支撑。     

兆瓦级风力发电机叶片动力学响应分析

应用现代柔性多体动力学和有限元数值分析相结合的理论建立风力机旋转叶片结构的系统动力学方程,并对微分方程数值求解的方法进行了研究;运用Bladed软件对1.5 MW风力发电机进行建模,分析叶片的结构动力学响应,得到系统的固有频率以及正常工况、启动工况和停车工况下3叶片挥舞方向和摆振方向的振动位移情况,判断风力发电机组运行的稳定性。     

Evaluation of equivalent structural properties of NREL phase VI wind turbine blade

This paper presents the structural model development and verification process for the National Renewable Energy Laboratory (NREL) Phase VI wind which consists of the blades, rotor, nacelle, and tower. The mass and stiffness properties of all parts had to be clearly defined to develop the structural model for the entire turbine. However, it was difficult to define the geometries and material properties of the blade structure and power generating machinery because of their complexity. To perform a FSI analysis, fluid and structural models that shared the associated interface topology had to be provided. With the help of an eigen-value analysis, the structural stiffness and mass properties were verified in comparison with the values reported by NREL. A finite element (FE) model that included the blade, nacelle, and tower was developed based on the NREL's reported data. The commercial FE software ANSYS was used to develop the geometry and mesh, and to perform the eigen-value analysis. The various material properties and configurations of the entire turbine system were tested to obtain the proper material properties to determine this value. Overall, the proposed geometry, material, and mass properties were in good agreement with the measurements, but need to be discussed further.     

基于声发射技术的风电叶片复合材料损伤模式识别

为研究风电叶片玻璃纤维复合材料在疲劳工况下的损伤模式,文章基于声发射技术提出了一种主成分聚类分析和BP神经网络相结合的材料损伤识别模型。首先,采集损伤声发射信号,并提取相关参数进行分析,对不同疲劳损伤进行分类;其次,对数据进行主成分分析,以降低噪声信号,去掉冗余信息;再次,对主成分进行聚类分析,将样本分簇并找出各簇与损伤之间的对应关系;最后,基于BP神经网络建立损伤识别模型,并基于试验数据对识别网络进行测试训练。训练结果表明,识别模型对3种未知类型疲劳损伤的识别率均高于90%,对未知损伤具有较好的识别能力。     

模态应变能理论及其在风力机叶片损伤识别中的应用

文章给出了风力机叶片的动力特性计算模型、结构体模态应变能的概念及其计算模型,定义了结构体损伤状态下的模态应变能变化率概念并给出其计算模型。在此基础上,以15 kW风力机叶片为研究对象,在ANSYS中建立有限元分析模型,计算该叶片在不同损伤位置与不同损伤程度下的频率以及模态应变能变化率,并以模态应变能变化率作为表征结构损伤的标识量,对含损伤的风力机叶片结构进行损伤辨识仿真。通过神经网络建立起损伤标识量和损伤状态之间的映射模型,为实现叶片损伤的诊断提供理论依据。     

基于应变模态的风机叶片损伤诊断研究

针对多种受损工况下的风机叶片损伤诊断问题,文章基于模态理论对受损前和受损后的风机叶片进行位移和应变模态分析.首先建立风机叶片的三维模型并对其进行有限元分析;然后模拟叶片两位置不同的损伤状况,比较各工况下位移模态曲线、应变模态曲线和应变模态差分曲线在受损前后的变化规律,进而对叶片进行损伤辨识;最后选取应变模态变化率和由差...