大型风力机叶片实验用试验台优化设计

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1、中图分类号：O342.TB33论文编号：102870114-S008学科分类号：080104硕士学位论文大型风力机叶片实验用试验台优化设计研究生姓名卢迎春学科、专业固体力学研究方向复合材料结构力学指导教师邓宗白教授南京航空航天大学研究生院航空宇航学院二О一三年十二月万方数据NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringTheOptimizationDesignForTheTestBenchOfLarge-scaleWindTu

2、rbineBladeAThesisinEngineeringMechanicsbyLuYingchunAdvisedbyProf.DengZongBaiSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDecember,2013万方数据承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书

3、而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：万方数据南京航空航天大学硕士学位论文摘要随着各国工业的飞速发展及能源危机的出现，由于传统能源生产的诸多弊端，风力发电得到快速发展，但面临的问题也突出。由于风速风向，惯性力矩和重力等内外因素的作用，颤振是叶片破坏的主要原因，但其前提是对风力机叶片进行动力特性分析，研究其固有频率和振型。由于风力机试验台的存在，叶片动力特性分析会出现误差，所以论证试验台刚度对叶片基频

4、的影响和试验台的优化对叶片基频测试尤为重要。本文首先通过介绍模态分析的结构动力学方法，然后利用GHBladed模拟得到叶片几何参数，在ANSYS建模中，根据叶片和试验台结构特性使用不同材料在叶片的不同部位进行铺层定义和铺层设置，进而网格划分，得到叶片和试验台有限元模型。试验台分两种情况：翼根处空心和实心，通过分别改变两种情况下试验台各个面壁厚，加载求解得出叶片和试验台整体模型,进行动力特性分析，得出试验台刚度分配对叶片基频的影响的结论，最后利用分析结论进行试验台优化。关键词：试验台，风力机叶片，动力特性分析，优化设计I万方数据大型风机叶片试验用试验台优化设计A

5、BSTRACTWiththerapiddevelopmentofthenationalindustry,theemergenceoftheenergycrisisandthecurrentdrawbacksoftraditionalenergyproduction,windpowerhasbeenrapidlydevelopped,butalsofacedwithvariousproblems.Flutterforthereasonofsuchinternalandexternalfactorsaswinddirection,windspeedandthemo

6、mentofinertiaandgravity,themainreasonforthedestructionofthebladeisshimmy.Butthepriorityistoanalysethedynamiccharacteristics,andtostudythenaturalfrequenciesandmodeshapes.Duetothepresenceofwindturbinetestrig,thedynamiccharacteristicsanalysisiserror-prone,sotodemonstratewhatthebenchsti

7、ffnesswillinfluencethebasebandofwindturbinebladeandtooptimizethebenchisparticularlyimportantintestingthebasebandofblade.Firstlyintroducemodalanalysisofstructuraldynamics,andthenusethetheGHBladedsimulatedbladesgeometricparameters.ANSYSmodelingisbasedonleafstructurecharacteristicsofdi

8、fferentmaterialsind