风力发电机叶片建模及有限元分析

王　昊, 范海哲, 李帅斌

(上海电力学院 能源与机械工程学院, 上海　200090)



风力发电机叶片建模及有限元分析

王昊, 范海哲, 李帅斌

(上海电力学院 能源与机械工程学院, 上海200090)

选取小型风力发电机叶片为研究对象,根据翼型参数和叶片几何参数,利用相应的建模软件,生成三维模型.然后将其导入有限元分析软件ANSYS中,建立有限元模型.通过施加风力载荷,对叶片的多种应力及位移进行了分析,并与其材料拉伸强度和安全位移进行了比较,实验结果验证了叶片有限元建模的有效性及叶片在实际工作中的安全性.

风力发电机叶片; 三维建模; 有限元分析; 应力分析

风能作为一种洁净、无污染、可再生的绿色能源,是目前最具大规模开发利用前景的能源,也是一种最具竞争力的规模能源[1].风力机叶片作为摄取风能的关键部件,是风电机组的核心部件之一,占整个风机成本的20%左右.叶片的设计质量对风电机组整体及其零部件的性能和寿命具有直接影响.随着风力发电的发展,风力机逐渐大型化,人们势必寻求叶片的大型化、轻质化和长寿命[2].这就使得叶片的外形、结构设计和分析显得尤为重要.叶片作为典型的气动力元件,在旋转过程中不但承受机械振动而且还要承受气动力,因此在风力机设计和使用中对叶片的强度、刚度和使用寿命等性能的分析十分重要,利用工程软件对其进行建模和有限元分析是研究风机叶片的一种有……