兆瓦级风力发电机叶片载荷计算

风力发电机组处于复杂的运行环境中,其部件载荷预测工作极为重要。本文主要介绍兆瓦级风力发电机叶片(以下简称叶片)的载荷来源、分类以及载荷计算方法,并以一款6MW碳纤维叶片为例,基于GH Blade软件计算叶片的极限载荷与等效疲劳载荷。     

基于降风阻力器的风电叶片激振降阻特性及试验

从实用的角度出发提出一种基于降风阻力器补偿的降阻增幅激振方案,即在靠近叶片尖部区域安装1个降风阻力器,减小叶片振动面受到的风阻。首先设计4种不同截面形状的降风阻力器,采用ANSYS/CFD软件进行数值模拟,得出锐角型和椭圆型具有更好的降风阻功能,且角度越小,降风阻效果越好。最后搭建1套基于锐角型降风阻力器补偿的风电叶片疲劳测试平台,试验结果表明,相同条件下该激振方式能很好地降低风阻,叶片稳定状态的振幅从750 mm增大到1000 mm,具有广阔的工程应用前景。     

一种快速生成风电叶片有限元网格的方法

利用叶片主要二维截面的坐标点数据和主要部件的定位数据,经过插值、节点组合,整理出一套有效的有限元网格生成方法。然后又用MATLAB语言将此方法编制成自动程序,实现了快速生成网格这一过程。由于叶片内部部件的定位由数据驱动,给有限元模型后续修正,改善、节省了大量时间。经过测试,此网格能够满足有限元计算。     

风机叶片非均质截面属性计算

在风机载荷计算软件Bladed中计算风机叶片载荷,是根据悬臂梁理论将叶片简化成一根悬臂梁。在Bladed软件中,创建风机叶片模型需要输入叶片相关截面的属性参数。主要运用工程力学基本原理,计算风机叶片截面属性;并应用计算机图形学知识,使用Matlab编程软件,开发了叶片截面属性计算软件,通过自动读取风机叶片结构铺层信息,可快速地计算输出叶片任意截面的属性参数。将由工程理论计算方法的计算结果与有限元计算结果对比,误差可在相关规范要求范围之内,验证了工程理论计算方法的可实用性。该叶片截面属性计算软件可为叶片结构设计人员提供高效的设计方法,可减少结构设计时间,有效地提高工作效率。     

基于CFD的水平轴风力机叶尖小翼增功研究

基于风力机叶片增功装置设计要求,以NREL 5 MW叶片为设计原型,以扭角、上反角及后掠角3种小翼外形参数为优化因素设计正交试验表,每种因素分别选取4个水平值,采用计算流体力学(CFD)方法对加装16种不同构型小翼的叶片进行数值模拟。计算结果表明,叶片整体可增功约1.466%,同时推力增加约1.570%;影响扭矩的最主要因素为扭角,影响推力的最主要因素为上反角;通过分析叶片近尾迹流场发现,优化的叶尖小翼布局可改变叶片叶尖涡强度分布,调整叶尖翼型截面气动力特性,进而改善叶片气动性能。     

大型风电叶片主梁用免脱模布拉挤片材开发

为助力风电叶片用原材料降本，在现有的拉挤片材体系中加入改性内脱模剂，提高片材表面极性、增加表面能，由此开发免脱模布拉挤片材。对于免去脱模布后可能造成的力学及表面性能降低的风险，对其开展了本体力学性能、界面性能及表面粘接强度稳定性研究，并选用相同原材料体系的有脱模布拉挤片材作为对照组。测试结果表明免脱模布拉挤片材各项性能均与有脱模布拉挤片材相当，90天内的表面粘接性能波动幅度在均值的±5%范围内，能够满足叶片使用需求。