大型风力机叶片仿生结构轻量化设计研究
作者机构：上海理工大学能源与动力工程学院上海200093
基 金：国家自然科学基金项目(51976131,52006148,52106262) 上海市Ⅳ类高峰学科-能源科学与技术-上海非碳基能源转换与利用研究院建设项目
出 版 物：《热能动力工程》 (Journal of Engineering for Thermal Energy and Power)
年 卷 期：2024年第39卷第12期
页 码：139-149,183页
摘 要：风力机叶片质量的增加已成为限制其大型化发展的主要因素之一。为降低叶片质量,借鉴植物叶脉分布特征提出一种新型仿生叶片,通过有限元方法建立具有仿生叶脉内肋结构的风力机的叶片,并进行相应铺层设计实现叶片轻量化,基于流固耦合方法验证叶片在不同偏航角极端环境下的结构性能。结果表明:仿生叶片可在保证结构刚度、极限强度、稳定性等方面性能与传统叶片相近的前提下减轻6.6%的重量;仿生叶片的内肋结构有助于增强叶片结构刚度,减小叶片叶尖形变量,且有助于降低叶片表面最大应力,但腹板最大应力略有增加;仿生叶片因除去尾缘加强材料导致偏航-15°,极端风载荷下的抗屈曲性能略有降低,但总体仍在安全范围内。
主 题 词：风力机叶片 轻量化设计 仿生学 复合材料 结构分析
学科分类：080703[080703] 080704[080704] 08[工学] 0807[工学-电子信息类]
D O I：10.16146/j.cnki.rndlgc.2024.12.016
馆 藏 号：203156485...
