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风力发电机复合材料风轮叶片局部屈曲与静强度的有限元分析

作　者: 李成友
导　师: 黄再兴
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 工程力学
关键词: 复合材料风力机叶片局部屈曲静强度有限元分析
分类号: TM315
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 385次
引　用: 6次
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内容摘要

随着风力机单机容量的增大,对风力机叶片强度和稳定性提出了更高的要求。本文研究了34米风力发电机组复合材料叶片的静强度和屈曲稳定性。由于风机叶片几何外形和边界条件的复杂性,本文采用有限元分析的方法解决这一问题。基于PATRAN平台,论文讨论了在风力发电机复合材料叶片建模过程中所遇到的一些问题,考察了单元类型、材料属性定义以及加载方式对风力发电机复合材料叶片有限元计算的影响。对具有不同任务的有限元建模提出了建议。利用有限元方法,文中对34米风力发电机复合材料叶片进行了系统的静力分析和屈曲稳定性分析。得到了叶片整体结构的应力和应变分布规律。利用蔡-吴(E.M.Wu)失效准则和Hill-蔡( S.W.Tsai)强度理论校核了几种主要承力结构材料的强度。并且预测了叶片结构发生屈曲的几何模态、屈曲位置、应力分布规律和屈曲临界载荷。最后,针对风力机叶片的铺层结构设计提出了三个改进方案。从结构刚度和屈曲稳定性两个方面对三个新方案进行了计算分析,论证了这些方案的可行性,指出了增加结构刚度和屈曲稳定性的一条新途径。

风力发电机复合材料风轮叶片局部屈曲与静强度的有限元分析

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