基于仿生设计的风力发电机叶片力学性能的实验研究

摘要

根据风力机的基本理论和相似理论设计了一个翼型为SG6050，半径为1m的小型风力机叶片。运用结构仿生学原理，对所设计的风力机叶片进行了仿生物中轴铺层设计。通过模态实验与应变实验，比较了传统设计与仿生设计两种不同风力机叶片的力学性能。模态实验结果表明，基于仿生设计的叶片的前六阶固有频率比传统叶片的前六阶固有频率减少约8％；两种叶片的固有频率均满足设计要求；仿生设计的叶片几乎不会改变叶片的动态特性。而应变实验表明，仿生设计的叶片在各种工况下的应变均大于传统的叶片约10％～20％。新设计的叶片具有较好的柔性，有效减小了叶片的应力，提高了叶片的疲劳寿命。