基于气弹耦合理论的风力机叶片气动与结构性能数值模拟

以动量叶素理论为基础,充分考虑叶尖损失对风轮空气动力学特性的影响,建立了新的风力机叶片气动性能分析模型。基于结构动力学原理,建立了风力机风轮旋转工作条件下叶片的结构性能分析模型。通过研究风力机叶片在其载荷特征作用下的变形对风场来流的影响,耦合叶片的气动及结构力学模型,提出了一种旋转风力机叶片的气动与结构性能分析方法,使得风力机叶片的性能参数分析更为准确。以某5MW风力机风轮为算例,数值模拟了该风轮的气动载荷及输出功率特征,对比分析了该风轮不同风速及不同时刻条件下叶片的预弯变形及振动特性,很好的验证了提出模型的可靠性。研究结果对风力机叶片的疲劳寿命预测和振动噪声预估有着重要的理论意义。     

挤压态HAl61-4-3-1合金高温本构模型构建及其加工图

采用Gleeble-3500热模拟实验机在变形温度为600～800℃和应变速率为0.01～10 s-1时对HA161-4-3-1铝黄铜合金进行等温热压缩实验,对实验所获得真实应力-应变曲线进行摩擦修正,并以修正后的应力应变数据构建了考虑应变补偿的Arrhenius本构模型.其次,根据修正的应力应变数据构建了应变为0.3...     

基于工业废油场的螺旋搅拌桨结构设计及性能研究

针对螺旋搅拌桨的结构特点,在确定螺距比、盘面比和翼剖面形状等形状参数基础上,建立了螺旋搅拌桨的三维实体模型。借助Fluent软件,建立了螺旋搅拌反应器的三维流场模型,应用动参考系模型迭代求解。数值模拟了转速40r/min条件下,螺旋搅拌桨在工业废油场中的表面压强及流场速度分布。根据模拟得到的螺旋搅拌桨表面压强分布,应用ANSYS对螺旋搅拌桨进行了静力学分析,验证了结构的可靠性,为该螺旋搅拌桨的进一步性能优化提供了理论依据。     

基于齿顶分流的铜制齿环热锻成形工艺方案设计

以某款HMn64-8-5-1.5锰黄铜制齿环为研究对象,通过有限元模拟仿真,设计其热锻成形工艺方案并进行工艺实验验证。首先,通过等温热压缩实验获取HMn64-8-5-1.5合金在变形温度为873～1073 K、应变速率为0.01～10 s^-1及变形量为60%条件下的真应力-真应变数据,以此为基础,通过非线性曲线拟合构建其Hansel-Spittel本构模型。其次,应用该本构模型建立齿环热锻成形有限元模型,模拟仿真了该齿环热锻成形过程,分析得到花键齿齿尖处充填不饱满的原因为：金属充填花键齿型腔时,在齿尖处形成了封闭的空腔,从而出现憋气现象,导致齿尖处充填不饱满。最后,针对该问题提出一种齿顶分流的解决思路,即在原模具齿顶处设计分流槽。经数值模拟与工艺实验验证,采用该方法可以有效地解决齿环热锻成形后花键齿齿尖充填不饱满的问题。     

考虑变形参数的锰黄铜高温本构模型构建及变形激活能演化

采用Gleeble-3500热模拟实验机对挤压态HMn64-8-5-1.5锰黄铜合金在不同变形温度(873～1073 K)及应变速率(0.01～10s-1)条件下进行等温热压缩实验,获得其真应力-真应变曲线.基于实验数据构建考虑应变补偿的Arrhenius模型并检验其预测精度,结果表明由于该模型未考虑变形条件对材料参数...     

基于气弹耦合特征的风力机叶片优化设计

为提高风力机叶片气动结构性能,基于风力机风轮空气动力学及叶片结构动力学原理,选取叶片所处位置及扭转变形为自由度,在研究叶片摆振、摆振方向各阶振动模态的基础上,提出风力机叶片气动弹性耦合振动变形计算模型。基于风力机整机部件构成及输出功率特征,提出风力机叶片优化设计模型,对某5 MW风力机叶片的进行形状优化设计,通过对比分析优化叶片和原始叶片的输出功率及气弹载荷特性,验证优化叶片气动及结构性能的优越性。