风力机叶片

摘要： 为了对风力发电机组叶片损伤状态进行有效检测,提出一种基于CenterNet目标检测算法的风机叶片损伤检测识别技术。该技术选取DLA-60特征提取网络作为CenterNet算法的骨干网络,并在DLA-60网络中引入注意力引导数据增强机制,提升检测算法的精度。优化后风力机叶片损伤检测识别模型的检测精度为88%,较原始算法提升了2.6个百分点,且检测时间基本与原网络持平,具有较强的精确性和实用性。

摘要： 风力机叶片的断裂与运行过程中的振动密切相关。基于ANSYS谐响应分析法,对小型水平轴风力机在旋转激振气流作用下风轮振动的过程中,叶片表面的应力分布规律进行研究。结果发现:在额定工况下,叶片低阶振动的位移主要发生在挥舞方向上;各阶振动下应力最大的位置均出现在靠近前缘的气动中心线附近,一阶振动应力集中的区域出现在0.20D~0.58D(D为叶片长度),二阶振动时应力较大的区域出现在0.71D~0.79D,三阶振动时应力较集中的区域出现在0.79D~0.88D,但以一阶振动的应力最大;在低阶振动中,一阶振动时循环应力的往复拉压作用对叶片的影响最大,也是小型水平轴风力机叶片产生疲劳失效的主要诱因。

摘要： 以风力机的通用集成翼型为对象,分析了通用翼型升力系数、升阻比等气动性能。选取了自主设计的相对厚度为18%风力机通用翼型,完成了小型风力机叶片的气动外形设计。以修正的风力机风轮空气动力学模型为基础确定了叶片弦长以及扭角的分布。根据叶片的形状参数,完成了叶片的三维实体以及有限元模型的建立,应用ANSYS软件分析了叶片的结构强度性能。采用玻璃纤维材料,完成了叶片的加工制作。对制作完成叶片进行了风轮的组装,测试分析了组装风轮的输出功率特性。研究结果为风力机叶片的设计制造提供了理论支持。

摘要： 针对风力机叶片表面出现的磨损等早期损伤特征现象,传统损伤检测方法存在高成本低效率等问题,设计了一种基于机器视觉和图像处理相结合的风力机叶片损伤检测系统。通过搭建机器视觉实验平台完成风力机损伤叶片图像采集和处理,通过使用HSV进行颜色平面提取,卷积运算、高亮显示操作滤波,选用自动阈值分割方法中最小均匀性度量法进行阈值分割处理,最后通过数学形态学去噪处理,腐蚀、膨胀、开运算等操作完成特征提取,设计了基于LabVIEW的风力机叶片智能图像识别系统,通过对图像处理后的损伤特征识别效果调试,完成性能测试。实验结果表明:基于该算法处理后的图像在设计的识别系统内准确识别率达到92.3%,并对裂纹损伤进行目标测量得到实际长度且绝对误差最大为3 mm。该系统满足叶片检损的要求,实现对风力机叶片表面裂纹、轮廓磨损等损伤的图像处理和识别,并对损伤处进行标记、计数和测量,实现无损探伤,为兆瓦级风力机叶片损伤检测提供方法借鉴和图像处理、系统设计的技术支持。

摘要： 叶片尾缘的几何形状不规则、生产局限性和复杂的运行环境使叶片尾缘的粘接对缺陷更加敏感。叶片作为风电机组的主要零部件,很多叶片由于尾缘粘接开裂导致叶片损伤。文章以风力机叶片尾缘粘接为研究对象,针对3种典型的几何外形,评估两种粘接线处理方式对尾缘胶接剪切疲劳性能的影响。首先,通过标准试验件测试得到结构胶的剪切疲劳性能S-N曲线;然后,利用叶片的结构模型得到胶层各个位置处的应力转换矩阵,再将动态疲劳载荷转换为应力时间序列;最后,采用雨流计数法和等寿命曲线得到胶的疲劳损伤。研究结果显示:在粘接线起点处将倒角处理成钝角可以降低局部范围的疲劳损伤;另外,在叶片合模后采用外包边对粘接进行加固补强,在一定范围内也能明显提高胶接的疲劳性能。

摘要： 风力机叶片的三维建模与静力学和动力学分析是开展风力机叶片可靠性分析和优化设计的前提。通过给定翼型的二维离散坐标点来计算叶片上位置叶素所对应模型信息,结合三维建模和有限元分析软件,开展了入流风载荷作用下叶片的静强度、模态和谐响应分析,获得了叶片结构的最大应变、应力、典型振动模态和(0~120)Hz激励频率作用下变形量的频响峰值,为大中型风力机叶片(基于疲劳失效)的结构优化设计和可靠性分析提供重要参考。

摘要： 以5MW风力机叶片为研究对象,首先通过PROFILI软件导出所需翼型的数据,其次使用MATLAB软件对所需的翼型数据进行二次开发处理,再次通过SolidWorks软件快速建立风力机叶片三维壳体模型。进一步通过流体力学方法计算出额定风场下风力机叶片表面的气动载荷,并且通过ANSYS软件对风力机叶片进行静力学分析及预应力下的模态分析。通过计算出风力机叶片的各阶振型,分析计算结果预测风力机叶片最容易发生疲劳失效的部位,采取可靠主动措施,提高风力机叶片强度。

摘要： 针对不同来流条件引起的风力机叶片振动问题,通过数值方法研究流速以及风剪切指数对叶片流固耦合振动的影响规律。以NREL 5MW风力机叶片实尺度模型为研究对象,采用不同风剪切指数的来流入口条件,利用数值方法获取不同来流工况下叶片表面载荷、压力分布以及载荷随方位角的变化规律;基于单向流固耦合方法计算不同工况下结构耦合形变、应力、应变以及模态频率。结果表明:叶片主要承受轴向载荷作用,叶片表面载荷最值主要在叶展方向85%至90%截面段;与均匀流作用下的耦合结果对比,风剪切来流作用下叶片截面载荷、压力分布以及结构耦合变形、应力、应变以及模态频率均增大,且随风剪切指数的增大而增大;因此,在开展风力机叶片流固耦合研究时,考虑风剪切的影响能够更准确地反映大气边界层中流体对叶片的耦合作用,对风力机叶片流固耦合动力特性的研究有很大意义。

摘要： 风力机叶片主梁作为整个叶片主要承载力的结构,其铺层也比较较厚,在生产过程中因为杂质或铺层松动等原因会产生褶皱,褶皱的产生将会对叶片的运行带来疲劳破坏,从而使叶片的寿命降低,增加风电场的运行成本。本文根据主梁的制作要求,制作不同褶皱高宽比的试件,通过疲劳试验分析不同褶皱高宽比对风力机叶片主梁复合材料疲劳性能的影响。研究结果表明,随着褶皱高宽比的增加,复合材料试件的疲劳寿命下降明显。此外,当高宽比大于一定值时,静力学强度和疲劳寿命下降趋势加剧。

摘要： 为了利用超声波产生的微振动研究叶片除冰,采用仿真和试验的手段对平板超声除冰进行研究.基于ANSYS仿真分析了铝板结冰体1阶振型固有频率随冰层厚度的变化规律.谐响应分析了在不同冰层厚度条件下冰层黏着面最大剪应力随激励频率的变化情况,分析了激励电压对冰层黏着面剪应力和除冰面积的影响规律.在此基础上,设计并搭建了超声振动除冰试验系统,测量了在超声振动作用下的冰层黏着力.仿真结果表明,当冰层黏着面剪应力呈均匀且正负交替分布规律时,除冰面积比最大,适用于超声波振动除冰.试验结果表明,超声振动可以显著减小冰层黏着力,最小黏着力仅为无超声振动条件下的23.7%.研究可为超声微振动技术在风力机除冰领域的应用提供理论与试验基础.

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.

摘要： 涡流发生器作为一种流动控制装置,应用于风力机叶片上减弱气流分离,实现提升风轮输出转矩.本文采用数值模拟方法,首先使用二维翼型研究涡流发生器的工作机理,然后分析了有无涡流发生器对风力机叶片气动性能影响.结果表明:翼型上加装涡流发生器能够增大静态失速攻角,延迟气流分离;叶片上合理地布置涡流发生器,能够使该MW级风轮的轴功率提高3％以上、推力增加在2％以下.

摘要： 为深入研究风力机叶片尾缘网格处理对气动力计算的影响,本文对NASA LS-0417、S809以及PHASE Ⅵ等翼型和叶片网格的尾缘进行不同位置捏合处理并进行数值计算,得出最终优化处理方案.数值模拟结果表明,对于LS0417、S809翼型以及PHASEⅥ叶片,尾缘不捏合而添加粘性尾迹网格得到的计算结果与实验值最为接近,如果捏合的话,捏合在尾缘相对高度计算相对更为准确.

摘要： 安装在寒冷地区的风力机叶片表面在冬季会出现积雪和结冰等现象,不但影响了风力机的性能,还造成机组损坏,甚至引起事故。在这一背景下,本文进行了基于超声波法的风力机叶片翼型结冰检测方法的研究。首先冰风洞试验,研究了NACA7715翼型的风力机叶片模型表面结冰规律,对结冰前后进行模态分析。然后,利用超声波共振的原理和方法,设计压电陶瓷激励装置及反馈装置,对在不同振幅,频率和震动位置的压电陶瓷激励下的风力机叶片结冰前后共振情况及反馈效果进行模拟分析。研究获得了风力机叶片在不同结冰情况下,压电陶瓷激励装置及反馈装置的设计参数,建立了不同结冰情况下的共振模型。

摘要： 利用新近发展的荧光油膜全局表面摩擦力测量方法,测量获得了NREL PhaseⅥ风力机叶片的1/8缩比模型在静止状态下的全局表面摩擦力线。研究了附着流动、尾缘分离流动、分离泡流动和完全分离流动等各种流动状态下油流堆积的典型形态与被测对象流动状态之间的对应关系,实现了对测量结果的可信性判断。实验结果正确且清晰地展示了叶片表面的绕流状态,表明荧光油膜全局表面摩擦力测量方法用于静止叶片的测量是现实可行的,具有很高的可信度,为该方法用于旋转叶片的测量奠定了基础。

摘要： 分析了风力机叶片三维旋转绕流特征,探讨了三维旋转效应机理,建立了一种三维旋转效应模型.该模型考虑了叶片旋转角速度、剖面弦长、径向位置、当地入流速度等多种因素的作用利用了翼型升力系数曲线上具有典型意义且易于辨识的特征点,适用于0～90°的大迎角范围计算.以NREL Phase Ⅳ叶片为对象的计算检验显示,该模型的应用能够显著提高叶片气动力的计算准确性.

摘要： 建立了一种结合Utopia参考向量系、聚类非支配分层策略、新型的聚合适应度分配机制和强调局部搜索的交叉和变异算子的多目标进化算法。测试结果表明:算法在收敛性、鲁棒性和收敛速度上都表现优异,且能给出相对均匀的Pareto最优解集。在对1.5MW大型风力机叶片的小种群优化设计时,算法表现出了快速收敛性能,说明了本算法可用于风力机的一体化设计中。

摘要： 风能发电是世界上发展最快的绿色能源产业,然而风力机的维护和运行成本则比较昂贵。传统的检测方法多采用安装各类传感器,增加了系统的复杂性。本文探索了采用视频测试技术进行风力机叶片在线监测的新方法,提出了一种能够精确跟踪旋转物体运动的图像定位方法,非接触地测试风力机叶片在工作过程中的三维运动,通过频谱分析,可以获得桨叶、传动机构和轴承的工作状况。作为一个初步应研究,在实验室环境下,采用两个高速相机,对模型风力发电机叶片在转动条件下的运动进行了测量,获得了理想的测量结果。该技术的进一步发展,有望成为一种便捷、经济的风力机在线监测技术。

摘要： 随着全国累计装机容量大幅增长,风能技术快速进步,且风能呈现减弱趋势,风机增功越来越受到业界的关注,本文主要探讨叶片技改对风机增功的影响,列举国内叶片增功技改的案例,对比分析各个方案的效果及优劣势,为风场增功技改提供参考.

摘要： 随着全国累计装机容量大幅增长,风能技术快速进步,且风能呈现减弱趋势,风机增功越来越受到业界的关注,本文主要探讨叶片技改对风机增功的影响,列举国内叶片增功技改的案例,对比分析各个方案的效果及优劣势,为风场增功技改提供参考.

摘要： 本发明提供了一种风力机叶片除冰方法、装置、叶片及风力机，涉及风力发电的技术领域，所述方法包括：检测叶片前缘至少两个位置的结冰程度，根据结冰程度判断叶片前缘的结冰等级，根据叶片前缘结冰等级选择第一加热等级、第二加热等级或第三加热等级中的一种进行加热；其中，至少两个位置包括叶尖前缘和叶根前缘；第一加热等级的加热区域为叶片前缘前端加热区域，第二加热等级的加热区域为叶片前缘两侧加热区域；叶片前缘前端加热区域的加热功率密度大于叶片前缘两侧加热区域的加热功率密度；本发明能够实时准确的检测叶片前缘不同区域的结冰程度，降低加热功率的同时能够进行快速、有效的融冰，并能够降低除冰成本，提高发电量。

摘要： 本发明公开了一种低噪声风力机叶片设计方法及低噪声风力机叶片，包括构建叶片入流湍流噪声模型、构建叶片翼型噪声模型、构建风力机空气动力学模型、计算叶片气动噪声和构建叶片气动噪声优化数学模型5步骤；本发明对于如何设计低噪声叶片及怎样降低风力机叶片噪声具有重要的理论意义，所设计出来的新型叶片能够有效的降低风电场周边噪声污染。

摘要： 本发明公开了一种风力机叶片、风力机叶轮和风力机，其中，风力机叶片包括上表面和下表面，所述上表面包括固定部分和与所述固定部分铰接的活动部分，所述固定部分与所述活动部分均沿所述叶片的纵向延伸，所述活动部分与所述下表面之间通过弹性部件连接。本发明克服了现有的风力机制动装置在紧急制动时容易导致机械振动加剧、制动盘磨损严重、齿轮断裂等问题的缺点，提供一种可在风力机齿轮箱过载、遭遇大风等情况时降低叶片的升阻比，从而降低风轮的旋转速度实现安全紧急制动的风力机叶片。

摘要： 本发明公开一种风力机叶片防/除冰装置和风力机叶片，装置包括加热层、传热层和封装层；所述加热层、传热层及封装层由内向外依次排列，并作为单独外部整体贴附在叶片基体前缘上；单独外部形状与叶片基体翼型相同；所述传热层的材质为石墨烯复合材料编织结构；所述加热层具有多根电阻丝；所述封装层的材质为玻璃纤维复合材料。该装置采用加热、传热及封装单元，实现了风力机叶片防/除冰加热效率的提升，提高了风力机叶片防/除冰的效率及能量利用率。

摘要： 本发明涉及一种大型风力机叶片十字弹性抗振抗损装置及大型风力机叶片，其中振抗损装置包括支撑体、第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧和第四弹簧，第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧和第四弹簧的一端分别连接至支撑体，所有弹簧和支撑体在一个平面上，且第一弹簧和第三弹簧的方向相同，第二弹簧和第四弹簧在一条直线上并与第一弹簧垂直，第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧和第四弹簧的另一端上均设有用于连接风力机叶片内壁的连接件。与现有技术相比，本发明具有提高叶尖部抗振抗损能力等优点。

摘要： 本发明涉及风能发电领域，尤其是涉及一种叶片后缘呈线性微孔状结构的风力机叶片，包括叶片本体，叶片本体的后缘呈线性微孔状，还提供一种风力机，包括叶片后缘呈线性微孔状的叶片、导流罩、发电机、控制器、蓄电池、逆变器和电流负载。本发明提供了一种叶片后缘呈线性微孔状结构的风力机叶片，在水平轴风力机叶片后缘水平开孔，使叶片后缘成线性微孔状，在不增加成本的前提下对叶片后缘结构进行细微改造，工艺简单，费用低，便于一体化设计，可规模生产。同时在保证输出功率基本不变的情况下，降低风力机叶尖噪声，减少叶片的疲劳程度，延长风力机使用寿命。

摘要： 本发明涉及风能发电领域，尤其是涉及一种叶片前缘呈线性微孔状结构的风力机叶片，包括叶片本体，叶片本体的前缘呈线性微孔状，还提供一种风力机，包括叶片前缘呈线性微孔状的叶片、导流罩、发电机、控制器、蓄电池、逆变器和电流负载。本发明提供了一种叶片前缘呈线性微孔状结构的风力机叶片，在水平轴风力机叶片前缘水平开孔，使叶片前缘成线性微孔状，在不增加成本的前提下对叶片前缘结构进行细微改造，工艺简单，费用低，便于一体化设计，可规模生产，同时在保证输出功率基本不变的情况下，降低风力机叶尖噪声，减少叶片的疲劳程度，延长风力机使用寿命。

摘要： 本发明提供了一种风力机叶片除冰方法、装置、叶片及风力机，涉及风力发电的技术领域，所述方法包括：检测叶片前缘至少两个位置的结冰程度，根据结冰程度判断叶片前缘的结冰等级，根据叶片前缘结冰等级选择第一加热等级、第二加热等级或第三加热等级中的一种进行加热；其中，至少两个位置包括叶尖前缘和叶根前缘；第一加热等级的加热区域为叶片前缘前端加热区域，第二加热等级的加热区域为叶片前缘两侧加热区域；叶片前缘前端加热区域的加热功率密度大于叶片前缘两侧加热区域的加热功率密度；本发明能够实时准确的检测叶片前缘不同区域的结冰程度，降低加热功率的同时能够进行快速、有效的融冰，并能够降低除冰成本，提高发电量。

摘要： 本发明涉及风能发电领域，尤其是涉及一种叶片叶尖呈双叉式结构的风力机叶片，包括叶片本体，叶片本体的叶尖呈双叉式结构，还提供一种风力机，包括叶片叶尖呈双叉式结构的叶片、导流罩、发电机、控制器、蓄电池、逆变器和电流负载。本发明提供了一种叶片叶尖呈双叉式结构的风力机叶片，在水平轴风力机叶片叶尖改型，使叶片叶尖呈双叉式结构，在不增加成本的前提下对叶片叶尖结构进行细微改造，工艺简单，费用低，便于一体化设计，可规模生产，同时在保证输出功率略有提高的情况下，降低风力机叶尖噪声，减少叶片的疲劳程度，延长风力机使用寿命。

摘要： 本实用新型涉及一种风力机叶片减震装置及含有该装置的大型风力机叶片，其中振抗损装置包括支撑体、第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧和第四弹簧，第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧和第四弹簧的一端分别连接至支撑体，所有弹簧和支撑体在一个平面上，且第一弹簧和第三弹簧的方向相同，第二弹簧和第四弹簧在一条直线上并与第一弹簧垂直，第一弹簧、第二弹簧、第三弹簧和第四弹簧的另一端上均设有用于连接风力机叶片内壁的连接件。与现有技术相比，本实用新型具有提高叶尖部抗振抗损能力等优点。