考虑应力刚化影响的风力机叶片振动模态分析

利用ANSYS软件建立了500 W风力机叶片的有限元模型。基于振动分析的基本理论,分析了应力刚化对风力机叶片固有频率的影响,研究了旋转状态下叶片振型的变化规律。通过比较不同转速下的仿真结果发现,叶片旋转越快,应力刚化对固有频率的影响越大,特别是对低阶固有频率的影响最为明显,在叶片的动力学分析计算中应予以考虑。研究结果对风力机叶片的动力学设计及控制具有一定的参考价值。     

带锯齿冠叶片振动特性的数值模拟

基于"滞后"弹簧摩擦模型,计算了不同转速下单个叶片和整圈叶片的固有频率和模态特性,分析了带锯齿冠叶片的干摩擦阻尼特性,并研究了转速对带锯齿冠叶片频率的影响.通过对叶冠间接触状态的分析,获得叶冠间的摩擦力和相对滑移量,并求出叶冠间的等效阻尼和等效刚度.在冠间接触区域,采用有限元分析软件中的Matrix 27弹簧阻尼单元模拟叶冠间阻尼和刚度,并对带锯齿冠叶片的动应力进行了分析.结果表明:带锯齿冠叶片间的干摩擦可有效抑制系统的振动,具有较明显的减振效果.     

振动下传对T型叶根三联叶片模态阶序的影响

采用三维8节点非协调单元有限元模型,对汽轮机调节级T型叶根三联叶片在静止和工作状态下的振动特性进行了计算分析.计算中考虑了工作状态下温度的影响和离心力作用使得轮缘周向尺寸增大,造成叶根松动,导致振动延伸到叶根部分的情况.计算结果表明：振动下传不仅导致旋转状态下的固有频率小于相应的静止状态下的值,而且由于叶片参振结构和质量的重新组合,导致叶片模态阶序发生了转移和变化.在静止时,叶片的第1阶固有振动为切向振动,第2阶固有振动为轴向振动,而旋转状态下,第1阶固有振动变成了轴向振动,第2阶固有振动变成了切向振动.图6表1参5     

考虑塔架和叶片动力耦合的随机风载下风机结构动响应分析

考虑叶片和塔架的动力耦合作用,建立了5 MW风机整体结构的有限元模型,计算其在随机风速下的动响应。为分析叶片和塔架的动力耦合对风机结构动响应的影响,计算比较了刚性支撑的叶片、简化的风机和整体风机3种模型在风载下的动响应位移和应力。计算结果表明:由于叶片和塔架的耦合作用,叶片的位移响应最大增加约20%,但是塔架的位移响应最大降低了约60%。文章还分析了叶片旋转过程中方位角对塔架位移响应的影响。在叶片的一个旋转周期内,塔架的响应幅值会有较大的波动,最大响应幅值约为最小响应幅值的3倍。     

基于Algor的自带冠扭叶片动力学特性仿真研究

采用三维实体模型模化叶片及围带,建立自由叶片、整圈自锁叶片动静力特性分析的有限元模型;借助大型通用有限元分析软件ALGOR,分析计算了自带冠叶片动力学特性.得出了叶冠型式对叶片动力学特性的影响和叶冠结构对叶片动力学特性的影响.     

小型风力发电机叶片模态特性分析

以800W水平轴风力发电机叶片为对象,研究其叶片的模态特性．从理论上介绍了应力刚化和旋转软化对叶片固有频率的影响,并给出了考虑应力刚化和旋转软化效应的振动方程;利用ANSYS软件建立了有限元模型,分别对风力发电机叶片在仅考虑应力刚化或旋转软化时,以及同时考虑应力刚化和旋转软化时的模态特性进行了计算分析．计算结果表明：应力刚化对固有频率的影响比旋转软化大;仅考虑旋转软化时,叶片的固有频率比零旋转角速度时低;而综合两者的影响时,叶片的固有频率比零旋转角速度时高．     

风力机旋转风轮振动模态分析

对水平轴风力机旋转风轮振动模态计算分析方法和影响固有频率计算结果的因素进行了研究。应用多体动力学的方法，探讨了旋转叶片动力刚化效应产生的原因；考察了叶片动力刚化效应以及玻璃钢／复合材料的各向异性性质对叶片振动模态的影响；通过自行开发的前处理软件建立叶片实体模型，运用ANSYS结构分析软件对所设计的600kW风力机旋转风轮的振动模态作了仿真分析，得到了风力机复合材料叶片动力刚化效应振动模态数值分析结果，并对结果进行了分析比较。     

基于哈密尔顿原理和谐波平衡法研究带冠叶片的振动特性

建立自带平行四边形叶冠的等截面直叶片模型来研究系统参数对叶片振动特性的影响,其中直叶片被等效为一个欧拉伯努利梁,叶冠部分被视为一个与叶顶固连的集中质量,叶冠之间碰撞的接触力则引入弹簧模型来定义。根据哈密尔顿原理推导出系统动力学方程,再采用谐波平衡法将叶冠间的压力和摩擦力转换为等效刚度和等效阻尼,得到汽轮机自带冠叶片等效后的动力学方程,通过龙格库塔法求解系统的振动响应,探讨了叶冠间隙、叶冠间摩擦因数和接触角对振动特性的影响以及系统相关非线性行为。结果表明:振幅在一定范围内随着叶冠间隙的增加而增大,而叶冠间隙对发生共振时的转速几乎没有影响;摩擦因数增大会导致振幅和共振区域减小;存在一个最佳接触角,可使减振效果处于最佳状态;叶片在有摩擦存在时的振动相对稳定。     

考虑旋转软化效应的涡轮叶片模态特性研究

在献（３）的基础上,进一步探讨了高速旋转时,离心惯性力产生的旋转软化效应对增压器涡轮叶片模态特性的影响。介绍了旋转软化效应的理论基础,给出了考虑旋转软化效应的三维振动方程有限元列式。在一维情形下,进行了旋转软化及应力刚化模态问题的讨论。对献（３）中的涡轮进行了仅考虑旋转软化效应及同时考虑旋转软化和应力刚化的模态分析。计算结果表明,仅考虑旋转软化时,旋转状态涡轮叶片的固有频率较零速时低;但与应力     

带冠叶栅碰撞振动特性的有限元分析

以自带冠叶栅碰撞实验台带冠叶片为研究对象,利用三维设计软件Solidworks和有限元分析软件ALGOR分别建立了自带冠单叶片、成组叶片的三维实体模型及有限元模型,通过有限元仿真计算,研究了带冠单叶片的动力特性;分析了冠间间隙大小、冠间两侧间隙实际约束情况、激振力大小对自带冠叶栅碰撞减振效果的影响规律.研究结果表明,具有间隙结构的自带冠叶片的碰撞振动具有典型的非线性特征,间隙大小以及叶冠间隙对称与否对其减振效果的影响较为显著,这些结论对白带冠叶栅的结构设计具有一定的参考价值.