考虑几何非线性的风力机叶片的变形和稳定性分析

摘要

本文从二阶伯努利-欧拉梁理论出发,充分考虑叶片变形的几何非线性效应,对大型风力机叶片在不同的载荷工况下的静变形和稳定性进行了研究.对线性化的控制方程,通过有限差分法和Galerkin方法计算了叶片的固有频率和振型,以及叶片固有频率随转速的变化,验证了计算方法的正确性.对于非线性的控制方程,通过计算叶片的不同工况下的静变形,解释了叶片位移随着转速和风速的变化而变化的机制.对于风力发电机的线性颤振极限的计算表明,叶片的线性颤振极限约为实际运行转速的两倍,与现有文献中的结果一致,说明考虑非线性的颤振极限还有待进一步的研究.