风电叶片载荷分析与结构初步设计

论文摘要

叶片结构设计与分析方法是大型风电机组的自主开发设计和批量生产的关键技术之一。基于风电叶片的设计理论基础,本文对风电叶片的结构设计方法进行了初步研究。文中分析了叶片的初步设计过程,应用PROPID程序设计了叶片的气动外形;在理解与叶片设计相关的IEC标准基础上,建立仿真模型,分析特定风况下叶片载荷问题;依据已有叶片结构设计研究成果,给出一种适用的叶片结构初步设计方法,并通过对某1.5MW风电叶片进行静态结构设计和校核。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究的意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 风电机组叶片发展现状
• 1.3.2 风电叶片设计研究现状
• 1.4 论文的研究工作目标与研究内容
• 第二章 风电叶片初步设计方法及其分析
• 2.1 风电叶片气动设计理论基础
• 2.1.1 动量理论
• 2.1.2 叶素理论
• 2.1.3 葛劳渥理论
• 2.2 风电叶片参数与外形设计
• 2.2.1 风电叶片设计参数的确定
• 2.2.2 风电叶片翼型的选择
• 2.2.3 风电叶片气动外形的确定
• 2.2.4 叶片初步设计结果
• 2.3 本章小结
• 第三章 风电叶片的载荷分析
• 3.1 风电叶片载荷类型分析
• 3.1.1 正常运转中空气动力载荷
• 3.1.2 重力载荷
• 3.1.3 离心力载荷
• 3.2 风电机组设计载荷的确定
• 3.2.1 IEC设计风况
• 3.2.2 IEC设计工况
• 3.3 风电叶片的运动模拟及动态分析
• 3.3.1 FAST软件介绍
• 3.3.2 风电机组运动模型的建立程序
• 3.3.3 FAST实例计算与分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 风电叶片的结构设计
• 4.1 叶片剖面结构形式设计
• 4.2 叶片的截面特性分析
• 4.3 叶片主梁的强度校核
• 4.4 叶片的铺层设计
• 4.5 叶片尖端的变形
• 4.6 算例
• 4.7 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表论文和参加科研情况