1、文库下载 免费文档下载http:/ 免费文档下载http:/ ”，研究大型风力机叶片的任务，针对玻璃钢叶片，利用较精玻璃钢叶片的结构、强度和稳定性对风力机组确的片条理论（出）计算了风力机气动性的可靠性起着重要的作用。由于作用在叶片上的载能怕；运用模态叠加法，计算了叶片在气动载荷荷具有交变性和随机性，因而其振动的发生是必然和重力、惯性力等周期载荷作用下的动力响应；采的，同时，随机载荷引起风力机结构和控制系统的用的线性疲劳损伤累积法则，探讨文库下载 免费文档下载http:/ 风力机叶片的使本文气动性能计算采用英国公司的用寿命主要取决于疲劳寿命。“”软件。考虑到大型风力机叶片疲劳寿命分析的主要困难在
2、于其结构和作叶片结构及载荷的复杂性，动力分析采用有限元等用于结构上载荷的复杂。叶片承受确定性和随机的数值分析方法，有限元分析软件采用国际流行的有载荷，随机载荷是由于风速和风向变化的随机性所限元分析软件进行。引起的，确定性载荷如重力、离心惯性力等，此外，还有起动、关机、变距和偏航等由控制机构产叶片载荷分析生的荷载。叶片疲劳分析应考虑上述荷载组合影风力机叶片的载荷包括确定性和随机两种性质响，分析叶片在这些载荷作用下的动态应力以及它的载荷，在疲劳设计过程中，为简化载荷计算，可对叶片疲劳破坏影响的大小。把叶片上的荷载均视为确定性的。确定性载荷又可玻璃钢叶片疲劳分析尽管很困难，但由于它的分为瞬时和周期性
3、荷载，典型的瞬时荷载如受叶片重要意义而受到重视，近年来有了较大的进阵风以及控制机构产生的起动、停车、紧急刹车、展。 。 。由于疲劳寿命的估计涉及到许多不确定的变矩等，这些载荷出现的次数在整个叶片寿命中占随机因素，目前能够具有一定可靠性又简便实用的的比例不多，在叶片疲劳分析中可忽略。周期性载工程估算方法还文库下载 免费文档下载http:/ （）国家自然科学基金（） ；汕头大学博士后基金资助（）万方数据期李德源等：风力机玻璃钢叶片疲劳寿命分析荷载和重力、陀螺力矩和惯性力等机械载荷。对于上风向风力机和非大风速失速状态，塔影和侧风等气动载荷的影响可忽略。在机械载荷中，重力载荷和惯http:/ 性力是引
4、起疲劳破坏的一个重要因素，而陀螺力矩与转速、偏航率及叶片惯量成比例，大型风力机采用机械偏航机构，偏航率较小，故陀螺力矩不大，疲劳分析时可忽略。气动载荷计算叶片气动性能计算采用片条理论（邱） 。该理论综合了动量理论和叶素理论，考虑了叶尖损失、叶栅效应和间隙修正等因素的影响，为目前国际上风力机气动设计广泛采用。忽略叶片俯仰、偏航、锥角等影响，根据文库下载 免费文档下载http:/ ，丢仔等甜式中，空气密度；仔一风轮角速度；曰风轮叶片数；弦长；剖面半径；风轮转动方位角；、。惯性坐标下的升、阻力系数，由翼型升、阻力系数和来流角西确定：咖一咖，、咖咖叶片法向和切向力、 ，、 ，鼍知、纾曲，丢专玎耐蛐（）
5、叶片根部挥舞力矩、摆振力矩和扭转力矩分别为坂，羽，文库下载 免费文档下载http:/ ）。 ，（，一。 ）。 ， 】翼型压力中心；扭转中心。（）考虑风剪效应，风速风速随地面高度分布如下（）圪（警） “万方数据式中，轮毂处风速，风剪指数。结合（）一（）式，可计算出某风况下叶片所受气动载荷，图为利用在国际上得到广泛应用的风力机计算软件计算的变速变桨距风力机玻璃钢叶片在时的叶根气动http:/ 力矩。从图中可看出，考虑风剪影响的气动力矩基本为频率的简谐余弦振动。足够大的气动力矩将引起叶片根部疲劳损伤。表为工作风速段，中各风速下叶根的气动力矩均值及其交变幅值。文库下载 免费文档下载http:/ ）（）
6、摆振力锋。文库下载 免费文档下载http:/ ）（）扭转力矩图风速下叶片根端气动力矩重力及惯性力载荷计算重力在叶片坐标系中为一弘瞪一一文库下载 免费文档下载http:/ 免费文档下载http:/ 免费文档下载http:/ 免费文档下载http:/ 免费文档下载http:/ 五 口（）式中 、 和分别为叶片结构的整体质量、阻尼和刚度矩阵。 五 、 五 、 口及， 文库下载 免费文档下载http:/ 、 和 ，进行结构的固有特性分析，即求解特征值问题 咖肘 咖（）求出前阶特征对（；， 咖 ） ， （，） （第阶固有频率和振型）形成模态阵予 。 。咖， 妒：。 ，并建立模态基坐标下的动力方程员玉兜儿
7、（）（，） （）其中，：（）晚（） ，而。纯文库下载 免费文档下载http:/ “咖。 ，幺为各阶主振动中的比例阻尼。）求解主模态基坐标的动力方程，用一万方数据积分可求得） ， 。 （）去（）。珀一）（）其中，五；。一。）进行坐标变换后，求得动力响应曲 （）在结构分析程序中，具有用此方法求解动力方程（）的模块，以叶片气动载荷和周期变化的重力载荷以及惯性力载荷形成外力矢量 ，即可求得节点位移，从而求得叶片的应力分布。针对疲劳分析，在某风况下，求出叶片的最大应力，作为该风况下的等效应力。表所示为风力机叶片在各风况文库下载 免费文档下载http:/ 免费文档下载http:/ 免费文档下载http:/
8、 式中，常数盯。，盯。材料静强度，盯。近似在左右，吼和为对应的应力水平和破坏时的循环数。玻璃钢材料的一曲线是在规定的循环特征盯幽矿。 。一条件下得到的。在规定的循环寿命下，可根据修正的曲线方程得到不同循环特征下的条件疲劳极文库下载 免费文档下载http:/ ；循环的百分数。各级应力矿出对应下的破坏循环数可由式（）得到。式中，。应力幅；矿。平均应力；矿一。条件疲劳极限。叶片的安全寿命计算风力机叶片的疲劳安全寿命设计是要求叶片在一定的使用期限内不发生疲劳破坏。其中，累文库下载 免费文档下载http:/ 片疲劳寿命分析钢蒙皮承载结构为单向层与。层。单向层材料为：玻璃布，。层采用：玻璃布。其材料物理参
9、数如表所示。各风况的工作循环数如表所示，可知文库下载 免费文档下载http:/ ，总循环次数为：！（三等）！塑垒！曼鱼！文库下载 免费文档下载http:/ 后的工作中，还将进一步进行叶片疲劳寿命分析实验验证方法的研究。文库下载 免费文档下载http:/ 免费文档下载http:/ 洒，：心，珊 文库下载 免费文档下载http:/ 理；，：文库下载 免费文档下载http:/ ，鹊，甜】艉 疵 ，：之随蛐，一文库下载 免费文档下载http:/ 瑚 瑚，：一珊鹃蛐啪 ”距砌鹏 乃咖，王，朗，http:/ 免费文档下载http:/ 【 舀卜，（）：朱颐龄玻璃钢结构设计 中国建筑工业出版社，一陈育仁，缪龙秀，侯炳麟疲劳强度 中国铁道出版社，太文库下载 免费文档下载http:/ 风力发电， （）：，铲（胁姚，肌啊拓，舶“踟妇蚵，肌，咖，吼）：:/文库下载 免费文档下载http:/
