大型風力機葉片疲勞壽命分析.pdf

1、葉片是風力發(fā)電設備的關鍵部件。在過去的十年間，風電產業(yè)得到了迅猛發(fā)展，總裝機容量大幅度攀升，風力機功率不斷增大，如今1～2MW成為市場主流機型，3MW及5MW已投入運行，風力機葉輪尺寸從40米增加到120米。在風力機預計壽命20年的時間內，循環(huán)超過108次。由于風力機運行環(huán)境惡劣，葉片承受各種復雜載荷的共同作用，很容易發(fā)生破壞，而疲勞破壞是最主要的破壞形式。對其進行疲勞分析具有重要意義，疲勞壽命評估是疲勞分析的最終目的。
　　

2、本文首先對葉片復雜的載荷情況進行了分析，詳細地總結了三種主要載荷的計算方法，運用GH Bladed軟件中的動態(tài)模擬功能，選取三維各項異性的vonKarman湍流風模型，對正常運行工況進行了模擬，輸出了葉片疲勞載荷。又運用FAST軟件針對同一風力機葉片計算了疲勞載荷，二者分析結果基本相近。
　　 本文應用ANSYS的應力分析功能，計算了葉片在各種載荷作用下的應力大??；介紹了幾種常用的S-N曲線及估算條件疲勞極限的經驗模型，并選取指

3、數(shù)函數(shù)S-N曲線作為壽命評估的疲勞性能曲線。
　　 最后，本文根據(jù)Weibull分布函數(shù)確定的風速分布數(shù)據(jù)，結合風速分布百分數(shù)與應力循環(huán)百分數(shù)對應的假設條件確定的每種工作應力對應的循環(huán)百分比，以及選取的S-N曲線確定的每種應力對應的材料循環(huán)壽命，運用Palmgren-Miner線性累積損傷法則對1.5MW風力機葉片進行了壽命分析，預測壽命約23年，與設計壽命相近。
　　 通過壽命計算實例分析表明，本文總結應用的風力機葉片