小型风力发电机叶片设计与制造工艺研究

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1、小型风力发电机叶片设计与制造工艺研究广西大学硕士学位论文姓名：王飞申请学位级别：硕士专业：机械设计及理论指导教师：陈家权20070607摘要随着化石能源的过渡消耗以及其对环境带来的严重影响，风能凭借其清洁、可循环利用等诸多优点而越来越受到重视，各国都在积极开发利用本国的风能资源，中国也不例外。本文根据广西教育厅科技立项项目《1KW风力发电机产品的研究开发》的要求，探索小型风力发电机复合材料叶片设计与制造方法。主要研宄结果如下：t根据风力发电机叶片设计的经典理论设计叶片的外形，利用三维建模软件建立叶片的三维实体模型。其中根据叶片翼型数据较多的设计特点

2、，在传统建模方法无法实现的情况下，提出了导入数据文件的建模方法，提高了模型的建立效率。2.根据叶片的实体模型和每个设计截面数据，提出了数控仿真/]aT和曲面拟合两种叶片模具的设计与制造方法。这两种方法各具优缺点，并且优缺点互补，可以根据实际生产条件选用。2.为了能够制造出轻质高强的叶片，对复合材料制造的关键工艺进行了试验研究分析，确定了相关工艺参数，并利用应变电测技术确定了复合材料的强度极限和弹性常数，为有限元分析工作提供了相关材料数据。4,利用ANSYS有限元分析软件，使用复合材料层合单元IinearIayeF99对叶片模型进行了静力分析和模态分

3、析，根据分析结果确定了叶片内部结构、材料层数和接合面尺寸，并绘出叶片在不同风速下的应力情况图，同时确定出叶片的前十阶同有频率。i5.介绍了叶片的内部支撑结构的制造和合模工艺并完成了叶片的制造，最后对叶片进行静力实验和动态特性实验，并与有限元分析计算结果进行对比，说明有限元的分析结果可以用来作为叶片设计制造的依据。关键词：风力发电机叶片模具复合材料有限元分析力学实验DESIGNANDMANUFACTURINGPRoCESSSMALLWINDRESEARCHFoRTURBINEBLADEABSTRACTWiththeconsumptionoffossi

4、lfuelsandtheirseriousimpactcanontheenvironment,thewindenergywiththeadvantagesofforusecleanandberecycledareisgrowingimportancetomanycountriesandtheynoactively::!developinganduti1izingitswindresource,Chinaisexception.Thispaperisbased：ontherequirementsofGuangxiDepartmentofEducati

5、onTechnoloProjectU1kWwindturbineresearchanddevelopmentofproducf,tOexplorethemothedfordesignandmanufactureingprocessofsma1lwindturbinebladeusingofcompositematerials.Themainresultsachievedareasfo1lowing:1.Accordingtotheclassictheoryofthewindturbineb1adeusing3Ddesignandmodelingso

6、ftware,theblade’Stotheouton3—Dsolidmode1isestablished.AccordingdifferentCanbechosenaccordingtotheactua1highstrengtharedifferentCanbechosenaccordingtotheactua1highstrengtharelightweightsituationthattherearelotsofaerofoildata,asuitablemodelingwhichmakethemode1ingmorequicklyandac

7、curate1y.thesolidmodelmethodisput2.BasedandaerofoiIdesignsectionrespective1y,twoareb1ademolddesignandmanufacturingmethodsadvantagesineachoftwomethods,whichproductionconditions3.Inordertoereateputout.Thereblade,thekeytechno1ogyofcompositematerialmanufactureidentified.Usingofstr

8、ainana1ysisedandtherelevantparametersaremeasurementtechnology