兆瓦級(jí)水平軸風(fēng)力機(jī)葉片動(dòng)力學(xué)特性研究.pdf

1、作為世界上的風(fēng)能大國(guó)，我國(guó)尚不具備獨(dú)立開(kāi)發(fā)兆瓦級(jí)大型風(fēng)力機(jī)的能力，迄今為止國(guó)內(nèi)己投入運(yùn)行的風(fēng)力機(jī)絕大部分是進(jìn)口風(fēng)力機(jī)。要實(shí)現(xiàn)風(fēng)力機(jī)國(guó)產(chǎn)化，形成我國(guó)自己的風(fēng)力機(jī)產(chǎn)業(yè)，自主設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)對(duì)于我國(guó)風(fēng)電事業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展是非常重要的，它可以從根本上解決我國(guó)風(fēng)電行業(yè)發(fā)展的“瓶頸”，促進(jìn)風(fēng)電行業(yè)的健康發(fā)展。風(fēng)力機(jī)的重要部件為它的槳葉，槳葉的性能是風(fēng)力機(jī)整機(jī)性能的基礎(chǔ)，風(fēng)力機(jī)葉片隨著風(fēng)力機(jī)功率的增大越來(lái)越大，無(wú)論在氣動(dòng)設(shè)計(jì)、加工工藝及材料選擇上有更高的要求，同

2、時(shí)隨著葉片運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，葉片設(shè)計(jì)面臨的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題越來(lái)越多。因此，風(fēng)力機(jī)葉片設(shè)計(jì)的研究是風(fēng)力機(jī)發(fā)展中的重要課題。
　　本文依托甘肅省自然科學(xué)基金項(xiàng)目“多因素耦合作用下風(fēng)力機(jī)葉片剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)研究”（1308RJYA018）和蘭州市科技局計(jì)劃項(xiàng)目“兆瓦級(jí)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究”（2013-4-110）。主要對(duì)兆瓦級(jí)水平軸風(fēng)力機(jī)葉片的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了分析和研究。首先建立了風(fēng)力機(jī)葉片的氣動(dòng)模型，據(jù)此模型計(jì)算了葉片的外形參數(shù)。

3、利用Pro/E軟件對(duì)1.5 MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片進(jìn)行三維實(shí)體建模，然后對(duì)葉片的氣動(dòng)額定功率、風(fēng)能利用系數(shù)等氣動(dòng)性能進(jìn)行了研究。其次，采用結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的理論與有限元數(shù)值分析相結(jié)合的方法，建立了風(fēng)力機(jī)葉片動(dòng)力學(xué)模型并進(jìn)行求解，并運(yùn)用GH Bladed軟件對(duì)風(fēng)力機(jī)組葉片進(jìn)行建模，然后對(duì)模型進(jìn)行模擬計(jì)算，最終得到了葉片的系統(tǒng)固有頻率和載荷并分析結(jié)果。最后，運(yùn)用ANSYS對(duì)葉片進(jìn)行網(wǎng)格劃分、動(dòng)力學(xué)模態(tài)分析；求得葉片在不同工況下的受力情況和振動(dòng)頻率情況