兆瓦级风力发电机组叶片设计.PDFVIP

店 饥 1．w 遵用 ，… 祝 旃 兆瓦级风力发电机组叶片设计 上海理工大学机械工程学院 (上海 200093) 杨 磊 麦云飞 【摘 要】研究了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，提高了建 模效率，为后续结构强度、叶片的力学特性计算等进一 步分析奠定了基础。 【关键词】风力发电机 叶片建模 UG 图1叶片内部加肋结构 风力机叶片三维模型的建立是风力机叶片和叶轮 流场分析的重要手段，叶片是风力机的关键部件之一， 一 ， 坐标系 叶片的结构和强度对风力机的可靠性起着重要作用。现 采用的坐标系如图2所示 ，难 由由前缘指向后缘， 代风力机叶片外形和内部结构形式复杂，有必要研究更 y轴由工作面指向气动面。在上风向顺时针风力机中， 准确的计算模型。风力机叶片CAD的研究国内还不够 深入，其设计方法和专用软件正处在不断完善之中，有 的文献给出的方法通用性不强，有的文献只实现了线框 显示。国内对风力机叶片建模，一般采用简化的方式并 做了许多假设，通常用来作叶片模态分析 ，与叶片的实 际形状相差甚远，限制了对叶片结构动力学的进一步分 析。研究一种实用的叶片计算机3D绘图方法，具有通 用性的特点，能建立较为真实的叶片3D模型，有助于 提高叶片CAD设计质量。 兆瓦级风力机叶片一般为内部空心加肋结构 (如 图1)，叶片分为内外两个表面 ，即截面 内外翼型曲 图2叶片坐标系 线。 66j 噼 期 雹力通用祝械GlII『l t，f，?j ¨{，f l 原点位于根端法兰圆心， 轴为旋转平面与根端法兰 条曲线按照 坐标离散成50～100段的多段线，此多段 平面的交线，指向后缘，y车由在根端法兰平面内指向塔 线与原样条曲线良好重合，能正确描述叶片外形特征。 架， 、y与z轴组成笛卡尔右手坐标系。 从而通过坐标变换计算出50～100个截面来描述叶片外 形曲面。表2为在样条曲线得到某型叶片的外形参数的 =、翼型 一 部分。 设计叶片时，要根据风力机叶片空气动力特性、 表2某叶片部分外形参数 结构特性和空间利用等方面的综合因素来选择翼型，并 距根端 m／ 弦长m／ 扭角 ) 轴位置(％)预弯／mm 厚度(％) 0 1．074 9．729729 50 0 l00 沿站位方向 (展向)进行合理配置，为每种叶片准备约 O．75 1．101 9．743882 48．77355 0 95．23845 1．5 1．275 10．22539 42．11729 0 69．9o801 10个不同相对厚度的翼型。 3 1．483 11．2566l 36．2208