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    188宝金博页面版: 复合材料风电叶片有限元刚度分析

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    内容提示： 复合材料风电叶片有限元刚度分析? 靳交通1， 梁鹏程1， 曾竟成2， 杨跃华1， 江翼1 （1. 株洲时代新材料科技股份有限公司， 湖南 株洲， 412007； 2. 国防科学技术大学 航天与材料工程学院，湖南 长沙， 410073） 摘 要： 运用 大型通用 软件 PROE 建立了 某兆瓦级风电叶片 的三维模型， 将所建立的三维模型通过输出输入接口 导入到通用 有限元软件 ANSYS 环境下进行有限元分析。 分析采用 壳单元 shell99 模拟风电叶片 并进行了 模态分析和静力分析。 风电叶片 flapwise 和 edgewise 两个方向上一阶固有频率以及两种载荷工况下的位移分析结果与实测结果基本吻合， 从而证明了 ...

    文档格式：DOC | 页数：8 | 浏览次数：11 | 上传日期：2015-02-16 09:38:00 | 文档星级：
    复合材料风电叶片有限元刚度分析∗ 靳交通1， 梁鹏程1， 曾竟成2， 杨跃华1， 江翼1 （1. 株洲时代新材料科技股份有限公司， 湖南 株洲， 412007； 2. 国防科学技术大学 航天与材料工程学院，湖南 长沙， 410073） 摘 要： 运用 大型通用 软件 PROE 建立了 某兆瓦级风电叶片 的三维模型， 将所建立的三维模型通过输出输入接口 导入到通用 有限元软件 ANSYS 环境下进行有限元分析。 分析采用 壳单元 shell99 模拟风电叶片 并进行了 模态分析和静力分析。 风电叶片 flapwise 和 edgewise 两个方向上一阶固有频率以及两种载荷工况下的位移分析结果与实测结果基本吻合， 从而证明了 该方法的可行性。 该方法缩短了 建模时间， 提高了 工作效率，对工程上叶片 结构：思靶虏房⒕哂幸欢ǖ闹傅家庖。 关键词： 复合材料叶片， 有限元， 模态， 刚度 中图分类号： TK83 文献识别码： A 引言 复合材料叶片是风机设备中将风能转化为机械能的关键部件[1]。 目前， 叶片尺寸正在朝着大型化的方向发展， 而其结构性能试验的成本也随之增加， 因此，找到一种有效的结构计算分析方法对于节约成本以及结构：撕涂⑿滦鸵镀拖缘糜任匾。 随着计算机技术的发展， 有限元法在结构分析中得到了 广泛的应用。 有限元强大的建：徒峁狗治龉δ苁视糜诟春喜牧弦镀挠α、 变形、 频率、 屈曲、 疲劳及叶根强度分析。 ANSYS 是一款著名的商业化大型通用有限元软件， 广泛应用于航空航天、 机械制造等领域。 ANSYS 多物理场仿真及耦合的独特功能， 以及 200 多种单元类型， 可以对复合材料结构设计、 材料研究及制造工艺提供完整的解决方案。 总之， 对于复合材料结构计算分析， 完全可以通过 ANSYS 程序来实现[2]。 但是， 因复合材料叶片结构的特殊性， 例如： ①形状不规则（每个截面都不同 ） ； ②铺层复杂， 过渡层很多； ③大量夹层结构（“三明治” 结构 ） ； ④大量粘结区域。 所以， 其有限元模型的建立是叶片结构有限元分析中的一大难题， 而单元类型的选择又决定着建立有限元模型的难易。 目前， 复合材料风电叶片有限元模型在单元类型的选择上主要采用三种单元类型： shell99 壳单元、 shell91 壳单元、 Solid46 实体单元。 选择实体单元， 虽然能提高有限元的计算精度， 但是建立叶片的有限元模型会花费大量的工作时间， 且很难定义单元坐标， 这非常不利于工程上叶片的结构：思胺治觯 选择壳单元， 可以方便地设置和修改铺层厚度，单元坐标的设置容易实现， 建：图扑闶奔浔炔捎檬堤宓ピ， 这极大地提高了工作效率， 而且其计算精度完全可以满足工程需要。 ∗ 基金项目:国家 863 项目(编号:2007AA03Z563) , 湖南省重大科技专项(编号:No. 2006GK1002). 第一作者: 靳交通(1980. 9-) , 工学硕士, 主要从事复合材料风电叶片结构设计工作. Email:jinjiaotong@yahoo. com. cn

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