基于正交试验设计法的风力机叶片铺层结构设计与应用

发布时间：2024-02-21 01:09

　　风力机叶片是捕获风能的关键部件,受力情况非常复杂,其结构刚强度和稳定性决定着风力发电机组的正常运行。复合纤维铺层决定叶片的结构性能,为此,论文应用正交试验设计法探究铺层角度、铺层顺序及0°铺层比例对叶片结构性能的影响和铺层参数之间的耦合作用。以某1.5MW叶片为研究对象,针对叶片最大应力值出现在距叶根0-2/3处的实际情况,建立0²8.75m段的有限元模型。通过Bladed软件模拟风载,计算得到各极限风况下叶片各截面的集中载荷和弯矩。以铺层角度、铺层顺序和0°铺层比例为试验因素,根据试验安排建立正交试验设计表和数学模型;以Tsai-Wu失效因子和最大位移为衡量叶片结构性能的指标,仿真分析不同试验因素水平组合的Tsai-Wu失效因子和最大位移,并对仿真结果进行数理统计分析。结果表明:0°铺层比例对叶片刚度和强度的影响最大,铺层顺序对叶片刚度的影响大于铺层角度的影响,铺层角度对叶片的强度影响大于铺层顺序的影响。随着铺层角度的递增,叶片强度提高、刚度降低,对叶片结构性能的影响不一致;铺层顺序对叶片的强度和刚度影响也不一致,表现为不同指标下铺层顺序的最优水平不同。铺层角度...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1全球风电累计装机容量增长趋势

中第k层的厚度表示为kt。k为铺设角（纤维方向的坐标分别为kZ，k1Z。若铺设的每层材料和，2，，k，N，以此表示整个层合板。（a）

图2-1正交试验示意图

图3-4纤维布铺放方向Fig.3-4Thefiberlay-updirection比普通材料分析更为复杂，层合板处于复杂的料主方向强度无法计算出各个作用在复合材的基本强度不足以判断单向板工作应力下是最大应力准则、最大应变准则、Tsai-Hill强度度失效准则等[4....

图3-1单向板结构

（b）图3-5叶片截面和结构Fig.3-5TheSectionandstructurediagramofBlade有限元模型建立对风电机组力学性能分析的基础，后处理求解过程主分析软件对叶片前处理工作包括：创建壳体模型，合约束和边界条件，定义分析步。模型大，采用....

图3-2层合板结构形成Fig.3-2Laminate’sstructure

（b）图3-5叶片截面和结构Fig.3-5TheSectionandstructurediagramofBlade片有限元模型建立是对风电机组力学性能分析的基础，后处理求解过程主要元分析软件对叶片前处理工作包括：创建壳体模型，划分耦合约束和边界条件，定义分析步....

本文编号：3904807