风力机叶片在拍打方向上的载荷计算与可靠性分析-热能工程专业论文

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1、优秀毕业论文北京工业大学硕士学位论文风力机叶片在拍打方向上的载荷计算与可靠性分析姓名：张传经申请学位级别：硕士专业：热能工程指导教师：肖劲松20040501精品参考文献资料优秀毕业论文摘要大型水平轴风力机运行在复杂的自然环境中，所受的载荷非常复杂。它的原因主要包括：风力机风轮的旋转、自然风本身的随机性以及叶片与叶片之间的干涉作用等等。如何保证风力机在复杂的载荷下安全、稳定地运行，这就需要准确地估算风力机的可靠性以及疲劳寿命。本论文的研究对象是水平轴风力机，讨论在复杂的自然条件下在拍打方向上的载荷以及可靠性。研究内容主要由两个密切相关的方面组成：叶片的载荷计算和可靠性分

2、析。全文总共分为六章，主要内容包括：风况的模拟、确定性载荷、随机性载荷的计算以及基于可靠性的分析与设计。初步确定了风况的分布模型，建立了玻璃钢风力机叶片的疲劳设计模型。分析了在不考虑重力以及风轮转动情况下的空气动力的计算方法。讨论了诱导速度的推导以及计算方法。风力机叶片是旋转运动的机械，考虑剪切力、重力、斜风、塔影等对叶片载荷的影响，计算并分析了叶片在运行中的载荷。阵风、随机风的作用造成了风力机叶片上载荷的不均匀。这种载荷通过频谱来解决。然后分析了用于可靠性分析的几种载荷分布，特别考虑了用于极值分布的耿贝尔、二次正态、二次威布尔、三参数威布尔以及威布尔分布。最后，利用

3、大型有限元软件ANSYS来对风力机叶片的可靠性进行分析。在这一部分首先讨论了叶片的模态分析以便进行随机振动分析，然后在施加几种不同分布载荷的情况下，计算出最大应力的分布情况。本文所采用的方法，涉及风力机叶片的载荷强度计算与可靠性分析，最终得到了研究对象的载荷强度计算以及可靠性评估的模拟方法。关键词风力机叶片；拍打方向；载荷；可靠性分析精品参考文献资料优秀毕业论文^bs口actAbstractLargehorizontalaxiswindturbinerunsincomplicatedenvironmentandtheloadsitenduredareverycompl

4、icated．Thefollowingreasonsareincluded：therotorofwindturbineisrotary,randomnessofthenaturalwind．interferencebetweenbladeandbladeandsoon．Howtoensurewindturbinenmningsafelyandsteadilyincomplicatedenvironmentisnecessarywhenestimatingreliabilityandfailurelifetimewellandtruly．Thewindturbineun

5、derinvestigationinthisthesisishorizontalaxis．Loadsandreliabilityanalysisinflap-wisearecarefullyinvestigatedincomplicatednaturalenvironment．Twoeonsanguinenusaspectsaremadeupolinthisthesis：loadcalculationsandreliabilityanalysis．Inthisthesis，sixchaptersareincluded，windenvironmentaresimulat

6、ed，deterministicloadsandstochasticloadsandreliabilityanalysisareallconsidered，too．Windenvironmentdistributionmodelsaresimulatedandanalyzedandfailuredesignmodeloffiberglassbladeofwindturbineisalsosimulatedfirstly．Preliminaryinvestigationsaboutcalculatedmethodsforaerodynamicloadsarepresen

7、ted．Thesemethodsdon’tconsidergravityandrotatingofwindrotor．Derivationsandcalculatedmethodsaboutinducedvelocityarealsopresented．Tllcbladeofwindturbineisrotary,windshear,gravity,skewwindandtowerinterferencetobladeareconsideredtoo．Loadsduringrunningarecalculatedandanalyzedinthesec