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风力机叶片的有限元建模21风能是清洁能源,目前世界各国都在大力开发风能。风力机叶片是风力机的核心部件,是风力机进行能量转换的重要组成部分。从这个意义上讲,风力机叶片的设计是极为重要的。为了能获取更多的风能,大功率风力机被更多地运用于实践。使风力机叶片的单片长度从最早的不l50析就显得尤为重要。对这些性能的分析除了采用风洞试验的方法外,随着高性能计算机的普及,更多是采用对叶片数字建模进行分析与处理。然而,由于风力机叶片截面形状复杂,在翼展方向还存在扭转角和渐缩的弦长,使得对叶片的实体建模存在较大的困难。同时现今的高性能风力机叶片都采用玻璃纤维或碳纤维复合材料铺层结构制造而成,如何能在建模中准确的表达它的铺层结构也成为对叶片建模的一大重点和难点。ANsYs到性能计算的全部过程。风力机叶片翼型形状是由飞机机翼发展而来的,因此叶片截面形状通常有标准翼型系列进行参照。NAcAFFAwsERlRIsPA设计时可根据不同需要选取,也可在现有翼型基础上进行必要修改、组合以满足特殊需要。翼型数据及其Pm6lisandiaNationalbomtories在设计风力机叶片时,可根据具体需要把叶片分成若干叶素,每一叶素可采用不同的翼型以达到最佳运行状态。并设计出各叶素平面上的弦长、扭转角等具体参数。在本文中采用甂文献中的叶片结2332112O5型是由一总厚度的%隢芎穸鹊组合而成。,上海;虾4笱Яρ虾750kw^NsYSGcADANsYs力发电机的设计、分析服务。ANsYs中图分类号:A1672612x(2007)0043_06筭2007_0l(197B-)踚癵.,V0126N08
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紧接着用籫Ⅱ命令分别连接各叶素翼型的前缘、后就可通过主菜单轤-绵阳师范学院学报匀豢蒲О第卷源锏阶罴训目掌π阅堋R镀孛娴囊硇褪萃ü齈仙软件得到。具体方法如下:导入叶片截面坐标点通过软件得到翼型截面的坐标点,参考心械姆椒ㄔ贓”软件中结合弦长和扭转角计算出实lk3124555842123300ANSYS_+PrepDocessaP-M0deliIlg_+cre-觥,再通过菜单—鏼导人前面所保tANSYSKey男问奖坏既耍缤。接下来就可以这些点为基础绘制绘制叶片外形轮廓图通过主菜单眕∞“莕—KP8Keypoint或输入的序号,将各点按顺序连成线。从而分别绘制出翼型的上弧线和下弧线。获得各叶素截面的外形轮廓图,如图⑼所示。5如果所设计的风力机叶片材料是等厚度均布材料,那这时bitraryByLine8面。但由于大多数风力机叶片的蒙皮采用非等厚度复合材料铺l叶片基线。创建叶片表面kl12474661145523300k212469655980923300k412434856982523300k512404555495523300,
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8林海晨等:风力机叶片的有限元建模整个叶片在径向和周向的铺层结构和厚度都存在不同,因此为了便于后续的材料赋值,在建模时就应充分考虑到这一因素。将整个叶片中厚度相同部分的边界线通过“廾罱⒑弥螅儆蒙鲜鯝ArbiBynes图S猛椒ɑ嬷埔侗糠郑⒔砻嬉脖苛由烧逡镀拿善ぃ缤。由于蒙皮是由复合材料制成,其厚度参数可在材料赋值时确定,因此在建模时只需