风力机叶片静力试验的有限元模拟方法研究

复合材料科学与工程 ›› 2014, Vol. 0 ›› Issue (8): 41-43.

风力机叶片静力试验的有限元模拟方法研究

赵娜^*, 高阳

中材科技风电叶片有限公司,北京 102101

收稿日期:2013-08-20 出版日期:2014-08-28 发布日期:2021-09-13
作者简介:赵娜(1984-),女,工程师,主要从事风力机叶片设计工作。
基金资助:
国家高技术研究发展计划(863计划)(2012AA051302);国家科技支撑计划(2012BAA01B02)

STUDY ON THE FEM SIMULATION FOR THE STATIC TEST OF WIND TURBINE BLADE

ZHAO Na^*, GAO Yang

Sinomatech Wind Power Blade Co., Ltd., Beijing 102101, China

Received:2013-08-20 Online:2014-08-28 Published:2021-09-13

摘要/Abstract

摘要： 要使风力机叶片的试验结果与数值模拟结果的偏差满足GL规范规定的相应要求,那么数值模型与叶片的实际试验状态相吻合是很关键的。一般应用有限元软件进行叶片结构分析时,边界条件为约束叶片根部,而实际在进行静力试验时,叶片是安装在轮毂上,轮毂再与支座固定在一起的,而轮毂并非刚体,因此模型中应考虑其对试验结果的影响。本文结合某大型水平轴风力机叶片的试验结果和数值模拟分析,证实了在叶片模型中加轮毂这种修正方法是有效的。

关键词: 风力机叶片, 轮毂, 模态分析, 相似三角形

Abstract: To make the deviation of the static test results and numerical simulation results meet the requirement of GL specification,the match of the station of numerical model and the static test is the key factor. Generally, when we do the blade structure analysis using finite element software, the boundary conditions are constraints on the blade root. However, in the static test, the blade is mounted on the wheel hub, where the hub and bearing are fixed together. And the hub is not rigid, so the model should consider its influence on the test results. This article takes MW blade as an example, compares the static test results and FEM calculation, and finally confirms the validity of this method.

Key words: wind turbine blade, wheel, modal analysis, similar triangles

中图分类号:

TB332

赵娜, 高阳. 风力机叶片静力试验的有限元模拟方法研究[J]. 复合材料科学与工程, 2014, 0(8): 41-43.

ZHAO Na, GAO Yang. STUDY ON THE FEM SIMULATION FOR THE STATIC TEST OF WIND TURBINE BLADE[J]. COMPOSITES SCIENCE AND ENGINEERING, 2014, 0(8): 41-43.

参考文献

[1] 李德源,叶枝全,等. 风力机旋转风轮振动模态分析[J]. 太阳能学报,2004,25(1):72-77.
[2] S.M.Habali,I.A.saleh. Local design,testing and manufacturing of small mixed airfoil wind turbine blades of glass fiber reinforced plastics Part I: Design of the blade and root[J]. Energy Conversion & Management, 2000,(4):249-280.
[3] M.E.Bechly,P.D.Clausen. Structural Design of a Composite Wind Turbine Blade Using Finite Element Analysis[J]. Computer & structures,1997,63(3):639-646.
[4] C.Kong,J.Bang.Structural investigation of composite wind turbine blade considering various load cases and fatigue life[J]. Science direct,2005,(30):2101-2114.
[5] 林海晨. 风力机叶片的有限元建模[J]. 绵阳师范学院学报,2007,26(8):43-47.
[6] 王应军,裴鹏宇. 风力发电机叶片固有振动特性的有限元分析[J].华中科技大学学报(城市科学版),2006,23(增刊2):44-46.
[7] 赵娜,李军向,等. 基于ANSYS建模的风力机叶片模态分析及稳定性分析[J]. 玻璃钢/复合材料,2010,(6):14-17.
[8] 朱小芹,李军向,等. 一种研究风轮叶片固有频率的方法[J]. 玻璃钢/复合材料,2010,(6):6-8.
[9] 李成良,王继辉,等. 基于ANSYS的大型风力机叶片建模研究[J]. 玻璃钢/复合材料,2009,(2):52-54.
[10] 滕冬华,高克强. 大型风力涡轮转子叶片增强材料应用现状及发展趋势[J]. 玻璃钢/复合材料,2010,(6):81-85.
[11] 李成良,陈淳. 风力机叶片的结构分析与铺层优化设计[J]. 玻璃钢/复合材料,2009,(6):35-38.
[12] 徐晓燕,颜鸿斌,等. 风机叶片静载荷和模态测试技术[J]. 宇航材料工艺,2011,(2):43-46.
[13] 李海波. 风力机叶片静力测试与分析[J]. 电网与清洁能源,2013,29(4):100-104.
[14] 刘全,高伟,李春. 兆瓦级海上风力机叶片设计及模态分析[J]. 能源研究与信息,2012,28(2):111-115.
[15] 程杰,袁祖强,陆金桂. 基于Abaqus的大型风力机叶片有限元分析[J]. 机械设计与制造,2012,(5):14-15.