MW风机叶片的结构设计及静力学分析.PDFVIP

第２５卷　 第３期 材　 料　 科　 学　 与　 工　 艺 Ｖｏｌ２５ Ｎｏ３ 　 　 ２０ １７年６月 ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｊｕｎ． ２０１７ 　 　 　 　 　 　 ｊ．ｉｓｓｎ － ＤＯＩ：１０．１１９５１／ ．１００５ ０２９９ ２ＭＷ风机叶片的结构设计及静力学分析 １，２ １，２ １，２ １，２ 芦丽丽 ，祁文军 ，王良英 ，陈海霞 （１．新疆大学 机械工程学院，乌鲁木齐 ８３０００８；２．机械制造系统工程国家重点实验室（西安交通大学），西安 ７１００４９） 摘　 要：以２ ＭＷ风力发电机叶片为研究对象，通过Ｍａｔｌａｂ 中的优化函数ｆｍｉｎｃｏｎ对风机叶片的关键参数（弦长、扭角、轴 向和周向因子）进行优化．采用ＵＧ建模，导入ＡＢＡＱＵＳ分析软件，将叶片分为叶片根部、主梁、前缘、后缘、腹板５个部分分 区域铺层后，对其施加载荷进行静力学分析，分析不同部位应力和应变规律，同时对叶根部位的复合材料层间力进行分析． － 结果表明：叶片根部为应力最大部位，最大变形部位为叶片端部； ４５°铺层的层间应力最大，而且应力随铺设角度的不同呈 现出周期性变化．通过对叶片进行静力学分析和层间力分析，能够对叶片铺层设计提供可靠的依据． 关键词：风力发电机叶片；Ｍａｔｌａｂ；铺层设计；静力学分析；层间力 － － － 中图分类号：ＴＫ８３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００５ ０２９９（２０１７）０３ ００６９ ０８ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｄｅｓｉｇｎｓ ａｎｄ ｓｔａｔｉｃｓ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ２ ＭＷ ｗｉｎｄ ｔｕｒｂｉｎｅ ｂｌａｄｅ １，２ １，２ １，２ １，２ ＬＵ Ｌｉｌｉ ，ＱＩ Ｗｅｎｊｕｎ ，ＷＡＮＧ Ｌｉａｎｇｙｉｎｇ ，ＣＨＥＮ Ｈａｉｘｉａ （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉｎｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｌｕｍｕｑｉ ８３０００８，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（Ｘｉ′ａｎＪｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ），Ｘｉ′ａｎ７１００４９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｅｒｅ ２ ＭＷ ｗｉｎｄ ｔｕｒｂｉｎｅ ｂｌａｄｅ ｉｓ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｂｊｅｃｔ．Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｆｍｉｎｃｏｎ ｉｎ Ｍａｔｌａｂｉｓｕｓｅｄｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｆａｎｂｌａｄｅｋｅｙｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｃｈｏｒｄｌｅｎｇｔｈ，ｔｏｒｓｉｏｎａｎｇｌｅ， ａｘｉａｌ ａｎｄｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌｆａｃｔｏｒｓ．Ｉｍｐｏｒｔｅｄ ＵＧＭｏｄｅｌｉｎｇｔｏＡＢＡＱＵＳ，Ｔｈｅｂｌａｄｅｉｓｄｉｖｉｄｅｄｉｎｔｏｆｉｖｅｐａｒｔｓ：ｔｈｅ ｂｌａｄｅ ｒｏｏｔ，ｔｈｅ ｍａｉｎｂｅａｍ，ｔｈｅｌｅａｄｉｎｇｅｄｇｅ，ｔｈｅｔｒａｉｌｉｎｇｅｄｇｅ，ａｎｄｔｈｅｗｅｂ．Ａｆｔｅｒｌａｍｉｎａｔｅｄ，ｓｔａｔｉｃｓａｎａｌｙｓｉｓ ｉｓ ｐｅ