大型风电叶片的破坏研究取得重要进展-论文.pdf

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1、94行业资讯随着全球变暖日益严峻，许多国家都将风力发电作为一这样问题就来了，虽然新设计出的风力涡轮机可以提供种清洁环保的发电方式，来替代传统方式发电或者核能发大规模高效的发电效率，但如何处理陈旧低效的老风力发电电。不过早期的风力涡轮机在现在看来发电效率已经明显设备?毕竟这些风力涡轮机也不便宜。不足，而提高风力涡轮机发电效率的最好方法就是将发电塔通用电气GE公司提出的方案就是避免更换涡轮机，而造的更高，涡轮机叶片造的更大。通用电气开发出了一种能是通过改造叶片扩展成大型高效的涡轮机。听起来似乎很让小型低效的风力涡轮机升级成更大型更高效的风力涡轮简单，但

2、是由于叶片是由复合材料建造而且叶片形状如战斗机的方法，通过对叶片做外科手术——为叶片加上塑料(或机机翼般精密，该改造工程必须十分小心翼翼地进行。通用碳纤维复合材料)部件来扩展叶片。电气团队使用一种方法将120英尺(27米)的叶片对半切割，通用电气GE公司援引了一份环境科学与技术的文然后植入一个23英尺(7米)长的扩展部分，并严密贴合该叶件，称提高风力涡轮机的效率关键就是把发电塔建造的更片的原始曲线。据通用电气称，通过该方法改造的风力涡轮高，让转子部分的叶片更长。通过这种方式，比起成比例机可以提高20％的电量输出，即使是在更低风速的情况下。地提高装机

3、重量，风力涡轮机更能提高单位输出电量。该改造前的部件经过600万次循环，改造后的部件仍然符合国文件指出，遵循该方法，商用风力涡轮发电机的平均尺寸际电工委员会的标准(IEC)，无论是静态测试还是疲劳测试。在过去三十年内从50英尺(15．2米)增加到了500英尺(来源：cnBeta)(152米)。更多信息敬请登陆中国复合材料(www．frp．CB)!随着风电机组不断向大型化发展，复合材料叶片的破坏明了三维应力状态下大型风电叶片结构的复杂破坏失效模评估与失效预测成为其结构极限性能研究中的重点和难点。式。为进一步揭示该款大型叶片的破坏机理，研究人员建立迄今

4、为止，对大型叶片的破坏研究大多局限于二维壳体单元了一种整体二维、局部三维的有限元建模方法，并结合复合的有限元数值分析；在国内外公开报道的全尺度叶片破坏试材料渐进破坏分析的数值技术，开发了有限元程序。验研究中，被测叶片的长度尚未超过40米，且叶片结构的破在此基础之上，研究人员考虑了多种破坏模式在叶片破坏模式相对简单。坏过程中的相互激励因素，以及材料和结构非线性的相互影响，较好地预测了复杂荷载作用下叶片结构的破坏过程和细节特征。研究结果表明，复杂荷载的交替循环作用使得叶片复合材料的局部损伤不断扩展，由三维应力分量引起的主梁分层：¨t^-●-●●K^¨●

5、t-flit订^t_●_d1．b破坏和腹板剪切破坏是导致该叶片丧失承载能力的最终原因，而叶片主梁的局部非线性屈曲变形是加速其分层破坏的重要原因。研究成果阐明了大型、超大型风电叶片结构在复杂荷载下的破坏机理，为风电叶片的破坏失效提供了有效的评估与预测方法。叶片破坏模型与破坏特征有限元模拟相关研究成果近期已在国际学术期刊Energies上正式发为了分析大型风电叶片结构在极限工作状态下的破坏表：FailureTestandFiniteElementSimulationofaLargeWind性能，中国科学院工程热物理研究所研究人员针对一款长度Turbin

6、eCompositeBladeunderStaticLoading．Energies．2014；7为52．3米的叶片进行了复杂载荷历程下的全尺度破坏试(4)：2274．2297．(来源：国家能源风电叶片研发(试验)中心)验。研究人员对叶片过渡段的复杂破坏特征进行了分析，阐更多信息敬请登陆中国复合材料(www．frp．cn)!噼