大型风力机叶片结构/力学设计与分析

摘要

本文从风力机叶片结构型式和受力特性，结合复合材料的基本力学性能和风力机叶片载荷的传递路径，给出风力机叶片结构设计中不同结构型式的选材和铺层依据。 本文根据薄壁杆件结构力学的正应力计算理论依据，引出计算翼型拉伸和压缩应力的理论算法。结合多闭室剖面剪流计算方法编写一套工程算法。通过工程算法，可以快速、合理的给出一套800KW风力机叶片结构设计。同时，可以得到叶片的线质量和刚度分布，叶片结构设计的安全系数。本文根据有限元软件建立二维叶片各截面有限元模型，验证工程算法计算的正确性。同时，考虑叶片尾缘胶接的重要性，探索提高叶片尾缘胶接性能的工程措施，给出合理、有效的提高叶片尾缘胶接的工程方法。 在复合材料风力机叶片有限元模型的基础上，本文给出一种新型的分布力函数加载方法，沿叶片展向将各截面的挥舞集中力和摆振集中力转化为叶片展长不同位置的分布力函数，同时考虑翼型的压力分布特性将弦向的单点集中力转化为分布力函数，从而将叶片展向分布力和弦向分布力加载于叶片有限元模型的外壳轮廓面上。通过有限元分析分布力函数加载方式下的叶片挠度、静强度和稳定性，与叶片各截面的集中力载荷通过多点约束的加载方式作用于叶片节点上的结构特性相比较，采用分布力函数表达式加载能真实的模拟叶片的受力特性，为叶片结构设计和结构校核提供了一种新的加载方法。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

第一章 绪论

第二章 叶片结构设计准则

第三章 叶片结构设计

第四章 风力机叶片结构校核

第五章 总结和展望

参考文献

致 谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文