大型水平軸風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析.pdf

1、大型水平軸風(fēng)力機(jī)運(yùn)行于自然環(huán)境中，其風(fēng)輪所受載荷情況異常復(fù)雜。而載荷計(jì)算和強(qiáng)度分析對(duì)于風(fēng)力機(jī)的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)是非常重要的基礎(chǔ)性工作。從目前數(shù)值模擬研究的現(xiàn)狀看，慣性力、氣動(dòng)力共同作用下風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪的應(yīng)力分析是國(guó)內(nèi)外學(xué)者普遍關(guān)注的課題。由于問(wèn)題的復(fù)雜性，人們對(duì)風(fēng)輪內(nèi)部應(yīng)力分布還不夠明確，研究的方法與方案等許多方面還有待于進(jìn)一步完善。尤其在風(fēng)輪葉片上下表面應(yīng)力分布研究方面，缺乏對(duì)葉片表面應(yīng)力集中區(qū)域細(xì)節(jié)的分析研究。本文主要研究了風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪葉片及輪轂

2、靜態(tài)應(yīng)力分布、振動(dòng)特性和瞬態(tài)動(dòng)力特性。通過(guò)分析計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)： 1)風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪各部件上的應(yīng)力分布不均勻，在改變部件結(jié)構(gòu)參數(shù)時(shí)，往往引起部件上應(yīng)力分布的較大變化； 2)旋轉(zhuǎn)葉片動(dòng)力剛化是葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)與其彈性變形的相互影響的結(jié)果。葉片固有頻率隨轉(zhuǎn)速的增加而增加； 3)旋轉(zhuǎn)風(fēng)輪中各葉片變形間相互影響并與輪轂的彈性變形成為一個(gè)耦合系統(tǒng)，其固有頻率相對(duì)于單葉片有較大幅度降低； 4)采用密度小、強(qiáng)度大的材料來(lái)制造葉片，可

3、以減小風(fēng)力機(jī)在工作過(guò)程中葉片上的應(yīng)力變化幅度和葉片的變形程度； 5)考慮瞬態(tài)載荷影響時(shí)，風(fēng)力機(jī)的葉片上的應(yīng)力變化幅度隨其轉(zhuǎn)速的增加而增加，應(yīng)力變化速度隨此過(guò)程所經(jīng)歷時(shí)間的增加而減??； 6)考慮周期性載荷影響時(shí)，風(fēng)輪葉片上的應(yīng)力分布呈現(xiàn)周期性的變化。除重力影響下的其變化周期為T/2外，塔影和風(fēng)剪切影響下的應(yīng)力變化周期均為T與風(fēng)力機(jī)旋轉(zhuǎn)周期相同。 研究結(jié)果對(duì)風(fēng)力機(jī)性能的改善與改進(jìn)提供了有益的參考，為風(fēng)力機(jī)的設(shè)計(jì)提供了