風機葉片結構分析與優(yōu)化設計.pdf

1、近年來，“能源危機”越來越引起人們的重視，能源短缺使得可再生能源得到空前發(fā)展。“綠色能源”之風已吹遍全球，風能作為取之不盡用之不竭的可再生能源在近幾年得到了迅速發(fā)展，世界上不少國家都把開發(fā)利用風能作為一項能源政策。我國作為能源消費大國，近年來風電行業(yè)因政府的大力支持而得到快速發(fā)展，但我國的風電技術與風電發(fā)達國家相比差距很大，MW級以上風電設備設計技術基本依賴進口，作為風電機組關鍵部件之一的葉片尤其如此。因此，加快風電技術國產(chǎn)化，提高我國

2、風電技術水平成為當務之急，本文在北京玻鋼院復合材料有限公司和國家“十一五”科技支撐計劃項目(2006BAA01A09)支持下，根據(jù)現(xiàn)有進口葉片，著重對大型水平軸風機葉片進行結構分析和優(yōu)化設計進行了研究，取得了如下成果： 1.利用動量—葉素理論建立了較為完善的風輪葉片氣動性能分析模型，將葉尖損失和輪轂損失修正系數(shù)引入動量—理論，使得軸向誘導因子和周向誘導因子的在計算中更加精確，研究了風剪切和偏航對風力機氣動性能的影響；建立風力機坐

3、標系，研究風力機的數(shù)學模型，包括工況模型和風力機模型，以及各種載荷的計算，包括空氣動力載荷、重力和離心力載荷、慣性載荷和操縱載荷等，為葉片的結構分析和優(yōu)化設計奠定基礎； 2.根據(jù)葉片結構分析的有限元理論，利用大型通用有限元軟件ANSYS建立葉片的實體模型，采用殼單元SHELL91和SHELL99對模型進行離散化，建立葉片的有限元模型，對建好的有限元模型施加工況條件，進行結構分析，主要包括強度分析、模態(tài)分析和穩(wěn)定性分析等，完成了一