点石文库
全部分类
  • 学术论文 >
    学术论文
    机械毕业设计 电气毕业论文 土木工程论文 医学论文 法学论文 管理论文 人力资源论文 计算机论文 软件工程 英语学论文 教育学论文 开题报告 冶金学论文 任务书 通信工程论文 生物学论文 毕业设计 毕业论文 文献综述 外文翻译 答辩PPT 参考文献 课程设计 期刊论文 减速器设计 其他
  • 机械毕业设计精选 >
    机械毕业设计精选
    含3D结构设计 结构设计/毕业设计 注塑模具设计(含模 注塑模具设计(含数 注塑模具设计 夹具设计类 夹具设计(机床类课 夹具设计(含三维模 数控工艺类 冲压模具(单工序) 冲压模具(复合模) 冲压模具(级进模) 压铸及其他模具类 matlab仿真类 ansys仿真类 plc控制类 单片机控制类 其他控制类 减速器课程类
  • 图纸模型 >
    图纸模型
    机械设备 零部件模型 交通运输 电子产品 生活用品 电子电工 五金工具 军工模型 建筑模型 模具图纸 钣金图纸 设计方案 机器人模型 航空航天 海洋船舶 艺术品/工艺品 CAD建筑图纸 文体用品 科幻模型 其他模型
  • 土木建筑 >
    土木建筑
    工程造价 室内装修 建筑图纸 规划方案 市政工程 园林工程 结构设计 环保行业 建筑设计 水电图 建筑标准 安全施工 建筑材料 技术标书 其他 施工组织
  • 行业资料 >
    行业资料
    机械类 仿真类 国家标准 企业标准 机械标准 金融经济 医学类 交通电力 全国省级标准 环保消防 机械行业标准 铁路行业标准 化工行业标准 建筑行业标准 城建市政标准 其他类
  • 办公文档 >
    办公文档
    PPT模板 工作汇报/总结 演讲稿/致辞 工作计划 活动策划 读后感/观后感 调研文书 招标投标 产品使用说明 会议纪要 商业策划 合同协议 商务礼仪 财务报表 广告营销 通知/申请 制度体系 个人简历 其他
  • 认证考试 >
    认证考试
    财会类 学历类 公务员/事业单位类 教师资格考试 技工职业考试 司法考试 网络工程师考试 质量工程师 成考/自考/函授 建筑类 外语类 资格类 外贸类 医药类 计算机类 其他
  • 教育辅导 >
    教育辅导
    幼儿教育 小学资料 中学资料 高中资料 成人高考 大学教育 研究生教育 自考/成人/函授 考试试卷 高中政治 高中生物 高中地理 高中数学 高中语文 高中外语 高中历史 其他
  • 生活休闲 >
    生活休闲
    运动健康 养生知识 服装配饰 科普知识 时政新闻 游戏攻略 旅游攻略 两性情感 美食烹饪 摄影摄像 其他 党团政务
  • 首页 点石文库 > 资源分类 > PPT文档下载
     

    答辩 PPT-大型风力机叶片结构分析.ppt

    • 资源ID:3290       资源大小:2.84MB        全文页数:34页
    • 资源格式: PPT        下载权限:游客/注册会员/VIP会员    下载费用:5
    换一换
    游客快捷下载 游客一键下载
    会员登录下载
    下载资源需要5

    邮箱/手机:
    温馨提示:
    支付成功后,系统会根据您填写的邮箱或者手机号作为您下次登录的用户名和密码(如填写的是手机,那登陆用户名和密码就是手机号),方便下次登录下载和查询订单;
    特别说明:
    请自助下载,系统不会自动发送文件的哦;
    支付方式: 微信支付    支付宝   
    验证码:   换一换

          加入VIP,下载共享资源
     
    友情提示
    2、PDF文件下载后,可能会被浏览器默认打开,此种情况可以点击浏览器菜单,保存网页到桌面,既可以正常下载了。
    3、本站不支持迅雷下载,请使用电脑自带的IE浏览器,或者360浏览器、谷歌浏览器下载即可。
    4、本站资源下载后的文档和图纸-无水印,预览文档经过压缩,下载后原文更清晰   

    答辩 PPT-大型风力机叶片结构分析.ppt

    大型风力机叶片结构分析,1,第一部分 简要概述,第二部分 研究工作,第三部分 结论与展望,第四部分 攻读硕士学位期间发表论文及 参与项目情况,2,第一部分简要概述,,绪 论,3,4,截止2014年12月,全球风电总装容量已经达到了370,000MW,其中2014年上半年就增加了17,839MW。与此同时,全球风电总装容量增长了5.6,相比2013年,年增长量已达到了16.2。,,图1-1 2011-2014全球风电总装容量 /MW,5,至2014年底,全球风电总装容量排在前五名的国家是中国、美国、德国、西班牙和印度,上述五国占据了世界总量的72。,,表1-1 2014年全球风电总装容量前十名国家(源自WWEA),,6,对于大型风力机而言,其制造成本和其安全性 一直是限制其发展的主要因素。,本文从结构方面入手,从叶片的振动变形,材 料强度校核,屈曲情况,以及疲劳寿命等方面对叶 片进行探索,以组建一套完整结构分析方案为踏板, 为以后的叶片优化改善工作提供有力的依据支撑。,7,,研究现状分析,,叶片的材料,叶片的结构形式,叶片的载荷,8,比重小 强度高 工程模量大 结构多样,纤维、夹层、细粒、混杂,9,10,经典层合板理论,单层平面应力状态下应力和应变关系为,,,层合板是复合材料结构件的基本单元,而铺层又是层合板的基本单元。,而对一般正交各向异性层合板而言,其坐标系与弹性主方向不一定重合,即各单层板纤维铺设方向分配不一致。,图2.2 层合板结构形式,(2-5),11,翼型原始坐标转换,图2.3 翼型坐标变换示意图,12,图3.7 叶片模型关键曲线,,,图3.8 叶片壳体图,图3.6 叶素截面翼型关键点,模型的建立是采用从下到上的方式进行的,是通过建立每个截面的点,再建立关键曲线,最终建立叶片外形壳体。,叶片壳体建模基本流程,13,,,建立模型 形状不规则 铺层复杂、过渡层很多 仅使用壳单元shell99 采用映射网格划分,,,,图3.10 叶片有限元模型,14,,,,,,,,,,,,,,,,表3.2 叶片总质量和质心位置有限元值与试验值,有限元模型建立后,可通过获取所建叶片模型的总质量与质心位置与试验测量值进行对比来验证模型的是否合理。如表3.2所示,叶片总质量和质心位置误差都在10以内,一致性较好,从而说明所建有限元模型是合理的。,有限元模型的验证,15,,,,,,,,,,首先进行零转速条件下的模态分析,再针对不同转速10rpm、12rpm、15rpm、17rpm、20rpm、23rpm、25rpm、28rpm、30rpm,分别进行考虑动力刚化、考虑旋转软化和同时考虑动力刚化和旋转软化的模态分析。,(3-6),(3-8),(3-10),(3-12),叶片的振动特性分析可归结为下列广义特征值问题,零转速,动力刚化,旋转软化,动力刚化和旋转软化,16,,,,,,,,,,,,,,,表3.3 叶片振动模态(n0),(a)考虑应力刚化,(b)考虑旋转软化,(c)同时考虑应力刚化和旋转软化,图3.11 不同转速对频率增率的影响,17,,,,,,,,,,,(a)1阶,(b)2阶,图3.12 额定转速下同时考虑应力刚化和旋转软化的叶片的1阶~3阶振型,(c)3阶, 动力刚化提高叶片的频率;速度越大,动力刚化对频率的效果越显著;1阶频率反应最为显著。 旋转软化降低叶片的频率;转速越大,旋转软化对频率的效果同样越显著;同动力刚化一样1阶频率反应最为显著。 应力刚化相对于旋转软化对叶片频率大小的影响要显著。,可以得出,18,,,,图3.13 叶片坎贝尔图,额定转速17rpm下的回转工作频率0.85 Hz 三叶片风机的气动激振力是在3倍转速频率(表示为3P)处的谐波分量最大 从图中可得 0~17rpm内,3P倍频线与一阶挥舞无交汇,17rpm时一阶挥舞频率为0.98125,高于3倍转速频率的15。,叶片在0~17rpm无共振,且不会产生过大的附加动应力,叶片坎贝尔图,,19,几种主要加载方式,利用mpc184单元建立刚性区,在扭转中心创建一个节点,与截面其他所有节点组成刚性区,再在上面施加弯矩,但这种方法不适合屈曲分析,将弯矩等效为力载荷,采用集中力通过关键点进行加载,但所加载力的受载点和大小不易确定,将弯矩等效为力载荷,采用线载荷或面载荷的形式施加到线面上,这种方法能够较好的模拟叶片的真实受载,本文采用前面所提及的第三种加载方式进行加载,将x和y方向的等效分布力加载到受风面的两条梁边缘线上,将z方向的等效分布力加载到梁的四条边缘线上,该方法处理较为简单,省去了叶片弦向方向的处理。,20,(4-1),(4-2),4-3,起始所给定载荷是翼型坐标系下的载荷,通过式4-1、4-2将翼型坐标系下的载荷值等效变换到叶根坐标系上。,根据国家标准将将叶片所受载荷假定为三角形线性分布载荷,根据式4-3对载荷进行拟合,21,图4.1 给定弯矩Mx与所使用弯矩Mx对比图,图4.2 给定弯矩My与所使用弯矩My对比图,图4.3 给定剪力Fz与所使用剪力Fz对比图,通过图4.1-4.3,将拟合等效值与给定值进行对比,从图中可以看出3组数值均趋于一致,可判定载荷处理合理。,22,图4.4 极限载荷下应力应变等效云图,(b),(a),静力分析既是结构分析的基础,也是结构分析的关键。,本文着重考虑极限载荷下的静力分析,23,图4.5 上表面线1展长方向应力应变曲线,图4.6 下表面线2展长方向应力应变曲线,Von Misses等效应力曲线与等效应变曲线走势基本一致; Von Misses等效应力和应变沿弦长方向中间大,两端小;叶片沿展长方向在叶根部位应力应变较小,沿展长到中间部位逐渐变大,后面基本成一次函数趋势递减。,24,几种常用的强度准则,最大应力准则,最大应变准则,蔡-吴张量准则,Hill-蔡理论,只要任何应力投射在材料主方向上的应力分量大于该主方向的许用应力值那么材料失效,只需任何应变投射在材料主方向上的应力分量大于该主方向的许用应变值那么材料失效,(4-10),(4-17),25,图4.7 中间层纵向应力云图,图4.8 中间层横向应力云图,图4.9 中间层剪切应力云图,图4.10 最里层纵向应力云图,图4.11 最里层横向应力云图,图4.12 最里层剪切应力云图,26,图4.13 1阶线性屈曲模态,图4.14 2阶线性屈曲模态,图4.15 3阶线性屈曲模态,图4.16 4阶线性屈曲模态,27,叶片中只有部分区域出现屈曲,褶皱为屈曲的主要样貌。 屈曲褶皱的数量是随着所加载荷大小的变化而变化,所加载荷越大,那么褶皱的数量越多,而发生区块越大,且相互间出现交替; 屈曲大致出现在离叶根7到14米之间,主要是因为该地区弦长和表面的压力都相对较大,而叶片后缘与后梁之间的空隙空间大且对支撑力的结构少,所以易发生失稳。,可以得到,28,临界屈曲载荷与计算载荷存在以下关系,(4-24),那么就可以通过运用一阶屈曲载荷因子,1.5761,那么可以判定叶片结构达到稳定性要求。,来判定叶片结构稳定性。,一阶屈曲因子所对应的载荷即是通过特征值法进行屈曲分析中所获得的临界屈曲载荷,所对应的计算载荷即为叶片极端载荷。,文中,29,,,,,图5.1 反斜率为10时的S-N曲线,疲劳损伤理论,,线性Miner理论,非线性Carten-Dlan理论,对于高周疲劳平均疲劳寿命预测,线性Miner理论的效果已经非常好。,寿命计算经验公式,,半对数函数公式,幂函数公式,指数函数公式,其它公式,30,,,,,,图5.8 等效应力云图,图5.9 疲劳计算结果,风力机叶片的设计寿命要求大于 20 年,可知,本文 2MW 级风力机叶片是符合寿命要求条件的。,(5-10),(5-11),,等效疲劳载荷处理方法与极限载荷相同,31,,,,层合板力学基础,叶片有限元建模,叶片疲劳寿命估算,,1. 大型风力机叶片建模方法,展望,2. 叶片载荷加载方式,叶片振动特性研究,叶片强度分析,叶片稳定性分析,,3. 叶片疲劳寿命估算方法,32,发表学术论文情况 [1]Zhou Liqun,Zheng Mingyuan, Peng Jie, Li Yuping, Xing Shuaiheng.Study on Large Wind Turbine Composite Blade[J].Natural Science Journal of Xiangtan University,2015,37176-80. [2] 周里群,郑明远,彭杰等. 大型风力机叶片振动特性研究[J].机械设计与研究[已投稿]. [3] 李玉平,向军,郑明远,周里群. 路面铣刨机铣削载荷的动力学仿真[J].湘潭大学自然科学学报.2014,361102-104. 参与项目情况 [1] 项目名称湘电风力机叶片建模与结构分析.项目编号07KH|KH03129.,33,饮水思源,师恩似海。“敬请老师批评指正”。,,,,,,,,,谢谢,34,

    注意事项

    本文(答辩 PPT-大型风力机叶片结构分析.ppt)为本站会员(王牌秘书)主动上传,点石文库仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知点石文库(发送邮件至3339525602@qq.com或直接QQ联系客服),我们立即给予删除!

    温馨提示:如果因为网速或其他原因下载失败请重新下载,重复下载不扣分。




    关于点石文库 - 投资与合作 - 会员权益 - 联系我们 - 声明 - 人才招聘

    本站资源为会员上传分享,如有侵犯您的版权,请联系我们删除

    网站客服QQ:3339525602  网上上传投稿QQ群862612017

      copyright@ 2016-2020  dswenku.com 网站版权所有   

    经营许可证编号:湘ICP备18013834 


    收起
    展开