考虑结冰质量与刚度影响对风力机叶片模态分析

• 作者: 朱胜兵 李正农 潘月月
• 来源期刊: 玻璃钢/复合材料
• 学科: 工学
• 关键词: 风力机叶片 结冰 有限元 模态分析
• 年，卷（期）: 2018,（10）
• 所属期刊栏目: 应用研究
• 页码范围: 82-89,19
• 页数: 9页
• 分类号: TB332
• 字数: 5268字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1003-0999.2018.10.013

摘要

为防止结冰叶片因气流影响而可能产生的振动破坏,需要了解结冰状态下叶片的自振特性.为此,考虑叶片材料的各向异性,建立了某46.5m叶长的大型风力机叶片在有、无结冰状态下的模型,具体考虑无冰、结冰质量影响下的均匀与不均匀结冰工况、结冰质量与刚度共同影响下的均匀与不均匀结冰工况等五种工况,并分别进行有限元模态分析,得到各种工况下的前两阶挥舞与摆振、第1阶扭转模态,通过模态置信判据方法进一步对比分析结冰对其模态的影响.结果表明:结冰会造成叶片质量增加,进而频率降低,其中第1阶挥舞频率降低最大约47.79％;而结冰也会造成叶片刚度增加,进而频率增大,其中第1阶扭转频率增长最大约39.51％;叶片各阶挥舞与摆振振型受结冰影响较小,而对叶片30 m～46.5 m范围内的扭转振型影响较大,其中均匀结冰叶片第1阶扭转振型受结冰影响最为明显.