風能葉片設計及鋪層技術研究.pdf

1、隨著世界各國經(jīng)濟的發(fā)展，能源缺乏的問題日益突出，風能作為一種清潔無污染的可再生能源，在人類目前所使用的各種能源中所占的比例越來越重。近幾年我國的風能發(fā)電業(yè)發(fā)展到一定的規(guī)模，但是我國關于風力發(fā)電技術的研究落后于世界各國，尤其是風力發(fā)電機的關鍵技術。本文對風力發(fā)電機的關鍵部件葉片進行了研究。主要研究工作如下：
　　 (1)結合國內(nèi)外飛機制造設備的研究經(jīng)驗，針對風能葉片成型特點，提出了自己的鋪放設計理念：逐層鋪放，一步到位，設計了一臺

2、具有X、Y、Z直線運動和繞Z軸轉動的鋪放機，從而克服了采用整體環(huán)形鋪放，最后進行修剪所造成的原材料浪費和增加修剪工序所帶來的成型誤差。
　　 (2)根據(jù)風力發(fā)電機葉片設計理論，以最后輸出電功率P=20kW為例設計風力發(fā)電機葉片?；谌~片基本特征參數(shù)，計算得到具體截面的型值點，對其進行三維坐標變換，利用通用辦公軟件Excel實現(xiàn)復雜的矩陣坐標變換，求出葉片各點的三維坐標；利用三維建模軟件Pro/E進行實體建模，實現(xiàn)PRO/E和AN

3、SYS的無縫連接，為下一步的有限元分析做好準備。
　　 (3)依照飛機結構設計中的機翼及螺旋槳葉的鋪層設計經(jīng)驗，結合風力發(fā)電機葉片空氣動力學受力特點，以20kw葉片的設計為例，通過分析計算確定了一種鋪層方案，利用ANSYS對鋪層性能進行模擬分析驗證，根據(jù)驗證結果提出改進方案。
　　 (4)本文基于氣動彈性理論，通過動力學基本方程的建立，利用ANSYS有限元分析軟件對葉片進行振動模態(tài)分析，可以很容易得到葉片的多階固有頻率和