使用“复合复合”分析分析发电机发电机

2018年11月14日

(Miguel de Cervantes)创作西班牙作家创作创作的《堂吉诃德堂吉诃德Don Quixote()中,但但需要应力与模态,以与模态中的的和环境环境

为什么为什么叶片需要使用复合?

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叶片,才,才发挥作用作用。的的的材料,既既,既既要,又要,又又又要坚固坚固。这些这些因素是承受承受叶片承受结构荷载天气,以及以及维持运行的关键

堂吉诃德黑白插画
被暴风雨摧毁的发电机叶片

(((),gustaveDoré绘制绘制。。更加更加更加的浪漫左诗意诗意)领域。Wikimedia Commons分享。。:风暴摧毁了发电机叶片。来源于CC由2.0许可下下,通过Flickr创意共享分享

多年年,人们费尽心思人们费尽心思合适的的叶片叶片20世纪40年代,美国,美国美国
Palmer Cosslett Putnam与S.MorganSmith公司公司50年代,约翰内斯·朱尔(Johannes Juul),建造。。20世纪70年代,,复合复合成为风力发电机标准工程师还还还还还还还发现各区域对应不同的的的循环循环循环载荷载荷载荷载荷的,所以所以,所以所以所以所以叶片叶片叶片叶片的的不同

此-环氧-环氧-环氧-乙烯-乙烯-乙烯乙烯基酯和和和聚氯乙烯和聚氯乙烯泡沫泡沫泡沫泡沫来模拟复合材料。。。。。。comsolMultiphysics®软件5.4版本,“”结构力学“下新增了个”复合材料”,借助借助,我们我们对对泡沫泡沫的结构中不同的层。建模进行进行

使用comsol®软件软件真风力复合复合

在模型模型模型,61.5 m,它它它几何图形图形个个个的的翼型截面。如下如下如下NACA 64-618最空气学学,du 99-w-405的的的结构性能性能,所以所以所以用作用作基部。

翼型翼型发动机叶片几何图形图形
风力发电机的几何,图片图片标注不同翼剖面翼剖面翼剖面

务必边界条件,务必务必:表层两:表层表层表层表层表层表层表层和翼梁翼梁翼梁。。表层表层表层由由由外部弯曲外部弯曲弯曲弯曲弯曲边界弯曲边界构成弯曲与与刚度的作用

作用结构载荷叶片自身重量重量离心力。此例例没有动力动力效应效应和和和风力载荷载荷;;关注点而而落落落在在分析分析和和。

  • (15 rpm)(15 rpm)稳态稳态稳态对应对应重力载荷工况,离心力
  • 预应力特征频率,主要主要分析一系列叶片叶片叶片转速叶片叶片转速叶片转速叶片叶片叶片叶片叶片叶片叶片叶片转速转速叶片对应对应对应对应

包含包含与载荷叶片模型的几何图图
模型几何显示作用叶片结构上条件,叶片与与与与,叶片

上文提到夹层结构::

  • 碳-环氧环氧:结构结构,共10层,每每每厚度厚度厚度厚度厚度厚度厚度厚度结构结构:0.28 mm,密度1560kg/m3
  • 玻璃-乙烯乙烯:向向内铺设铺设的的的的有有有有有有有有有的的,每,每每,0.28 mm,密度1890kg/m3(((顺序))
  • pvc泡沫:夹层夹层芯材芯材为厚度厚度厚度厚度厚度厚度厚度厚度芯材厚度厚度芯材3

(更关于各向异性材料如何如何此模型的,请信息的的模型模型链接链接((()

示意图显示了叶片中三复合的的顺序顺序
comsol多物理学中复合中复合材料的顺序。。

左:叶片叶片和翼梁中三材料的排列顺序。。:玻璃-乙烯-乙烯乙烯乙烯基酯层堆叠的,图片的顺序的的堆叠堆叠

评估模拟

应力应力

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使用comsol软件软件的风力中的的的的的中应力应力
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研究-环氧-环氧中应力应力,您您分布分布分布在个载荷载荷载荷载荷工况间的各不,最高最高外部-环氧-环氧-环氧树脂层之中之中之中

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模态模态

下一特征频率频率频率频率频率您了解了解离心力不同速度下下对对各各种种种形状形状形状形状的的影响。。。我们我们我们详细此此此观察更速度对应力造成影响影响。可以将叶片停止停止旋转时时的的模型模型形状形状与与与与与形状形状形状形状形状进行进行进行进行形状

风力风力的第三特征模态的形状图图
叶片叶片第三个模态形状形状

最后,坎贝尔图坎贝尔图旋转特征频率频率关系此中例,在例,在离心钢化,特征作用,特征作用,特征特征

坎贝尔图显示与叶片相关的频率频率的变化变化
坎贝尔图显示与叶片相关的频率频率的变化变化

正所演示,在优化叶片叶片,执行设计设计设计,执行设计,执行应力与模态模态模态分析有助于分析工程师工程师考虑考虑考虑考虑不同不同类型的的的载荷。载荷此外借助。借助复合复合复合复合复合材料复合材料材料属性方向的,分析分析,并,并修改材料类型类型

后续后续

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