兆瓦級風(fēng)電機(jī)組葉片疲勞壽命的預(yù)測方法研究.pdf

1、本課題依托寧夏回族自治區(qū)科技攻關(guān)項(xiàng)目（413-0189）。
　　風(fēng)能的主要利用方式是通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)將其轉(zhuǎn)化為電能，風(fēng)力機(jī)主要有垂直軸式和水平軸式兩大類。作為主流的大型水平軸式風(fēng)力機(jī)，一般由葉片、輪轂、機(jī)艙、發(fā)電機(jī)和塔架等部件組成。葉片是風(fēng)力機(jī)能量轉(zhuǎn)化過程的關(guān)鍵部件，由葉片和輪轂構(gòu)成的風(fēng)輪是能量捕獲機(jī)構(gòu)，將風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能;同時，葉片是風(fēng)力機(jī)主要的承受載荷的部件，對整個風(fēng)力機(jī)的正常運(yùn)行有著至關(guān)重要的作用。因此，葉片的疲勞分析及壽命的

2、預(yù)測具有重大的意義。
　　論文作者首先在查閱大量國內(nèi)外關(guān)于研究風(fēng)電機(jī)組葉片疲勞失效的文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，整理出葉片疲勞壽命預(yù)測的技術(shù)路線。為之后改進(jìn)壽命預(yù)測方法做好準(zhǔn)備。
　　然后，運(yùn)用風(fēng)的威布爾分布函數(shù)，計(jì)算出各風(fēng)速段的年度分布時長，得到各風(fēng)速段葉片全年運(yùn)行過程的循環(huán)次數(shù);利用GH Bladed軟件建立風(fēng)電機(jī)組整體模型，選取湍流風(fēng)，模擬運(yùn)行工況，計(jì)算分析葉片載荷。獲得了葉片疲勞分析數(shù)據(jù)，為預(yù)測葉片疲勞壽命奠定基礎(chǔ)。
　　之

3、后，采取了一種簡潔、明了的葉片三維建模方法，基于有限元軟件ANSYS直接建立了葉片三維實(shí)體模型，避免了諸如建模軟件與有限元軟件格式需要轉(zhuǎn)換等問題，并對葉片進(jìn)行疲勞分析，預(yù)測其疲勞壽命。以上就完成了其中一種預(yù)測疲勞壽命方法的探索。
　　最后，探索另外一種預(yù)測疲勞壽命方法。結(jié)合邁因納線性累積損傷法則，提出一種全新的疲勞壽命預(yù)測方法，旨在減小結(jié)果的誤差值。擬合葉片風(fēng)速應(yīng)力多項(xiàng)式曲線，推導(dǎo)得疲勞壽命計(jì)算式，借助MATLAB運(yùn)算，預(yù)測葉片疲