前缘磨蚀对风力机叶片材料特性影响的数值研究

• 作者: 甄琦 张寅 陈松利 闫彩霞 万大千 孙凯
• 来源期刊: 机床与液压
• 学科: 工学
• 关键词: 风力发电机 叶片 冲蚀程度 有限元分析 应力 位移
• 年，卷（期）: 2021,（24）
• 所属期刊栏目: 建模与仿真|MODELING & SIMULATION
• 页码范围: 135-141
• 页数: 7页
• 分类号: TK83
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2021.24.027

摘要

为探究风沙环境下前缘受损风力发电机叶片的载荷变化,基于有限元法对受损叶片进行数值模拟,研究不同载荷、不同冲蚀程度以及不同材料对叶片的应力、位移、固有频率的影响.结果表明:当冲蚀程度在0 mm×0 mm至1 mm×1 mm之间,冲蚀的深度和厚度对叶片应力的影响较小;叶片材料密度增大,风轮的转速增高,对叶片的应力影响较大;提高风速虽然使叶片气动载荷增大,叶片整体应力增大,但是应力趋势变化不明显;冲蚀程度增大对叶片位移影响较小;提高风速或者提高风轮转速会使叶尖最大位移增大,同时材料密度大的叶片位移更大;在叶片的前3阶模态分析中,冲蚀程度对叶片影响极小,在第8阶模态中,随着冲蚀程度增大,叶片的固有频率逐渐减小.