文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
风力机结构组件的有限元模拟与优化设计
姓名:庞强
申请学位级别:硕士
专业:材料加工工程
指导教师:董湘怀
20080101
风力机结构组件的有限元模拟与优化设计

摘要

为了更好地发展我国的风力发电事业,实现风力发电机的国产
化,必须深入开展风力机设计、分析方面的研究。本文根据传统的
的叶片设计方法设计了 2MW 风力机叶片,并生成三维几何模型,
然后利用有限元模拟对叶片进行了振动模态分析,得到各阶振动频
率和振型,为防止结构共振提供了依据。本文还对 2MW 风力机塔
架进行了静力、模态以及屈曲稳定性的有限元分析,校核塔架的设
计要求并分析其受力、变形以及振动特性。然后利用有限元软件与
优化软件的结合对塔架的几何参数进行优化,达到了减轻重量、降
低成本的目的。

关键词:风力机,叶片,塔架,有限元模拟,优化
I
THE FE SIMULATION AND OPTIMAL DESIGN OF WIND
PONENTS

ABSTRACT

In order to promote the capability of design and manufacturing of wind
turbine in China, more study should be done in the field of wind turbine
design and analysis. In this paper, a blade for 2MW wind turbine is designed
according to the traditional design procedure and the 3D geometrical model
is created. Then the modal analysis is done through the FE simulation to get
the frequency and mode shape, which provides the theoretic basis to prevent
resonance. In addition, the static, modal and buckling analyses of the 2MW
turbine tower are done to check its stress, displacement, mode shape and
buckling parameter. At last, through bination of FE simulation and
optimization analysis, the geometrical parameters of the tower are optimized
to reduce the weight and cost of the wind turbine.

KEY WORDS: wind turbine, blade, tower, FE simulation, optimization
II
上海交通大学
学位论文原创性声明

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学位论文作者签名:董湘怀

日期: 年月日
上海交通大学
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本学位论文属于
不保密□。
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学位论文作者签名:董湘怀指导教师签名:庞强

日期: 年月日日期: 年月日
上海交通大学硕士学位论文第一章绪论
第一章绪论

能源问题及可再生能源的现状与发展
受世界经济的发展和人口增长的影响,世界一次性能源消费量持续增加,1990
年世界国内生产总值为万亿美元(按 1995 年不