H型垂直軸風力發(fā)電機風振特性與結構優(yōu)化研究.pdf

1、能源危機，溫室效應以及生態(tài)環(huán)境的日益惡化時刻提醒人們地球已經疲憊不堪，改變人類能源獲取方式以及提高能源利用率迫在眉睫。風能以清潔、可再生、蘊含量大等顯著優(yōu)點，成為各國研究開發(fā)的熱點。風力發(fā)電機在這一熱潮中迅速發(fā)展起來。目前學者研究的重點都放在水平軸風力發(fā)電機上，對于大中型垂直軸風力發(fā)電機的研究涉及較少。隨著垂直軸風力發(fā)電機單機功率不斷增大，機組的受力也必然增大，風振特性更為復雜。因此對垂直軸風力發(fā)電機的結構設計及優(yōu)化顯得尤為重要。論文以

2、H型垂直軸風力發(fā)電機為對象，研究了其關鍵部件的風振特性和結構設計與優(yōu)化問題。論文主要工作包括：
　　 (1)分析了50kw H型垂直軸風力發(fā)電機的主要結構特點與設計參數(shù)，提出對其關鍵部件-主軸、葉臂及葉片進行風振特性研究的必要性，并提出了有限元分析方法的應用。
　　 (2)對垂直軸風力發(fā)電機主軸進行動靜態(tài)振動分析。建立了主軸的PROE模型和有限元模型，校核其強度和剛度等力學性能是否滿足設計要求，推導出主軸的危險截面，分析

3、了不同轉速下主軸的固有頻率變化規(guī)律，檢驗了主軸發(fā)生共振的可能性和主軸的穩(wěn)定性。
　　 (3)對垂直軸風力發(fā)電機葉臂進行動靜態(tài)振動分析，校核葉臂的剛度和強度，并提出結構剛度上的不足。并分析其在額定轉速下的風振特性，得到葉臂的各階自振頻率，通過與額定轉速的比較，驗證葉臂不會發(fā)生共振。
　　 (4)對垂直軸風力發(fā)電機葉片進行設計，分析了在預應慣性力影響下的葉片的自振頻率，剖析了垂直軸風力發(fā)電機葉片各階振型云圖產生的原因，為H型