風(fēng)力機(jī)葉片在氣動(dòng)力作用下的彎—彎—扭耦合振動(dòng)分析.pdf

1、葉片是風(fēng)力機(jī)最重要的部件之一，設(shè)計(jì)良好的葉片是風(fēng)力機(jī)獲得較高風(fēng)能利用系數(shù)和較大經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)。
　　葉片是風(fēng)力機(jī)受力最為復(fù)雜的部件。風(fēng)力機(jī)運(yùn)行中，葉片受氣動(dòng)力、彈性力和慣性力的耦合作用，以及其展向長(zhǎng)、弦向短、剛度小等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使得葉片易發(fā)生顫振，從而導(dǎo)致風(fēng)力機(jī)葉片毀壞。
　　因此，本文把風(fēng)力機(jī)葉片簡(jiǎn)化為懸臂梁，主要考慮結(jié)構(gòu)大變形帶來(lái)的幾何非線性，建立了彈性旋翼的彎-彎-扭耦合梁非線性運(yùn)動(dòng)微分方程，從具有預(yù)彎曲和扭轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)及其

2、變形的精確描述出發(fā)，由Hamilton原理導(dǎo)出了旋轉(zhuǎn)葉片的精確方程，由此建立了旋轉(zhuǎn)葉片的混合變分公式。
　　使用ANSYS軟件對(duì)旋轉(zhuǎn)懸臂梁做了模態(tài)分析和流-固耦合分析。通過(guò)模態(tài)分析得到了前兩階固有頻率與連續(xù)梁偏微分方程求解出的前兩階固有頻率對(duì)比，結(jié)果基本符合。
　　通過(guò)流-固耦合分析得到了恒定風(fēng)速和轉(zhuǎn)速下隨攻角變化的葉片應(yīng)力和位移的變化曲線，以及恒定攻角和轉(zhuǎn)速下隨風(fēng)速變化的葉片應(yīng)力和位移的變化曲線，所得結(jié)果可為風(fēng)力機(jī)葉片設(shè)計(jì)