风力发电机组叶片模型气动载荷实验

针对兆瓦级风力发电机组风轮叶片气动载荷实测困难的问题,采用车载法、应变片测试技术,对1.5 MW叶片模型气动载荷进行实验研究.研究结果表明:叶片模型各截面剪应力、拉应力随风速增大而增大,而且呈线性增加;在同一风速下,理想叶片截面的剪应力值相近,拉应力值从叶片根部到叶片尖部逐渐减小;距轮毂中心430mm处截面剪应力、拉应力值远高于其他截面剪应力、拉应力值,表明叶片设计对叶片气动载荷特性有较大影响;为开展兆瓦级风力发电机组叶片动态载荷特性研究提供了可行的途径.     

风力发电机叶片动态载荷分析

阐述了风力发电机叶片动态栽荷的研究现状和存在的主要问题,研究了叶片的基本载荷并给出了相关计算公式。重点分析了叶片动态载荷引起的振动,并对其进行了模态分析。同时．叶片的屈曲分析、强度校核内容也进行了一定的探讨。风力发电机叶片动态载荷分析的结果,为叶片气动设计和结构设计奠定了理论基础。     

海上风电机组叶片的发展趋势分析

人类的生产生活都离不开能源,它是经济发展重要的物质基础.当前,化石能源短缺问题日益严峻,温室效应问题亟需解决,而新型清洁能源的发展可以有力地改善这一问题.海上风力发电以其可再生、资源丰富、清洁环保等优点成为重点发展的清洁能源之一.对海上风电机组来说,叶片是它的"灵魂",叶片的好坏能够对风电机组的性能产生重大影响.课题组...     

风电机组机舱优化设计

在原材料价格不断上涨、市场容量逐年增加的背景下,为实现降低成本、利于批量化生产的目标,在原机型基础上对风电机组机舱进行结构优化设计,大幅度减小外形尺寸及质量。      

基于普通异步发电机的恒速风电机组模型与并网分析

该文研究的是基于普通异步发电机的恒速风电机组模型及其并网,探讨了风力机组的建模,研究了风力发电机组各部分的数学模型．基于MATLAB构建了适合风力发电的普通异步发电机的恒速风电机组静态模型,并对风力发电系统并网进行了稳态仿真以观察电压分布。     

载荷波动对拖拉机机组效率的影响

分析了波动载荷对机组滑转和效率的影响,讨论了动态滑转率和动态效率的估计方法。其估计结果和已见到的实验数据的趋势基本吻合。     

冲击载荷作用下玉米种子的有限元分析

为提高钉齿式玉米脱粒机在实际使用过程中的脱粒效果,进一步降低脱粒过程中玉米的破损率,对5 TY-10钉齿式玉米脱粒机不同转速(500、700、900 r/min)、含水率为10%的玉米籽粒不同部位在冲击载荷下受力进行仿真分析,采用LS-DYNA求解器对单个籽粒按照顶面受载、腹面受载、侧面受载等情况进行对比分析。结果表明:玉米籽粒不同部位受冲击,其受力大小不同,且随钉齿转速的增加,侧面、顶面、腹部中截面受力逐渐增大;当钉齿转速相同时,玉米籽粒腹部受冲击时中截面受力最大,侧面、顶面中截面受力大小相近。本研究可为钉齿式玉米脱粒机的设计提供必要的力学支撑,为玉米脱粒机的设计和优化提供技术指导和理论依据。     

基于ABAQUS的复合材料垂直轴潮流能叶片有限元建模与分析

为了探究复合材料铺层结构对潮流能叶片力学结构特性的影响,选择纤维增强复合材料进行潮流能叶片的设计研究,旨在设计出结构性能更加优越的潮流能复合材料叶片.为潮流能叶片设计了2种不同形式的复合材料铺层结构方案,一种方案叶片前缘铺层纤维不连续,另一种方案保证叶片前缘的铺层纤维连续;并利用ABAQUS软件建立其有限元模型,分别对潮流能叶片在额定流速工况和极限流速工况下2种铺层结构方案叶片的力学结构特性进行数值模拟仿真分析,探究2种铺层方案对叶片结构性能的影响.结果表明,叶片前缘铺层纤维的连续性可以提高叶片前缘的抗冲击性,从而有效地避免工作中叶片前缘铺层失效的情况,而且可以显著提高复合材料叶片的强度和刚度.研究成果可为以后潮流能叶片及同类型复合材料叶片的研制提供技术参考.     

兆瓦级叶片优化中的有限元建模与挠曲变形分析

基于工程实践中已获取材料数据、叶片气动性能和载荷的基础上,运用CATIA、HYPERMESH和ANSYS组合建模的方法。进行有限元高精度建模仿真,研究极限载荷下叶片的挠曲变形,结果证明该方法的有效性,对实际的工程设计有较强的参考价值。     

大型风电机组叶片翼型的设计方法

为解决大型风电叶片气动性能和结构强度的矛盾.基于对翼型选择和改型设计方法的分析,提出翼型结构系数k,以系数k为界,将叶片分为内圈和外圈两区域.对于内圈区域的翼型以结构特性为主.通过改型设计提高叶片的强度,而此区域对气动性能的影响较小;靠近叶尖端的叶片外圈区域应以最大限度发挥翼型的空气动力特性作为主要设计目标.针对普通航空翼型在大型风电叶片内圈应用的局限,采用加厚翼型后缘的方法,较好地克服了低雷诺数下气流提前分离的问题,同时能显著地加强叶片的结构强度,降低单位体积质量,解决以往设计过程中叶片结构与其气动性能的部分矛盾.     

基于叶素动量复合理论的小型风力机设计与实验

利用叶素动量复合理论设计开发了在低转速下具有高输出力矩的小型水平轴螺旋桨式风力机.同时,自行编制了风力机设计程序,并根据模拟计算结果设计制作了一台具有6枚叶片的小型风力机风轮模型,在不同风速下进行了风洞实验,测试了风力机的输出力矩和功率性能,并将实验结果进行了分析.     

基于Solidworks旋耕刀实体建模与有限元分析

以国标旋耕刀、斜置旋耕刀和IT245旋耕刀3种基本刀型为基础,运用AutoLISP 编程获得每个刀型的阿基米德螺线,导入 Solidworks 软件进行实体建模,运用 Simulation 插件对其进行了有限元分析。分析结果表明：旋耕刀与刀辊联接处是刀具的一个重要的结构设计要点,在制造加工与设计中应尽力避免或减少应力集中;同时,对国标刀与斜置旋耕刀的有限元分析结果进行对比,发现后者在强度方面优于前者。     

基于叶片载荷的涡轮发电机叶片反问题优化设计研究

针对传统水力设计难以满足井下涡轮发电机的性能要求,提出了一种以叶片载荷为设计变量,输出功率为目标函数的反问题优化设计方法。基于井下涡轮发电机叶片载荷分布规律,采用“三段式”对其进行参数化,依据初始模型叶片载荷分布形式,对NC处载荷进行线性增减,每次变化为0.2倍,设计6种不同叶片载荷分布方案,采用反问题方法设计叶轮模型,计算6种方案的输出功率,得出最高输出功率为方案Ⅱ,值为118.867 W,初始模型输出功率为93.279 6 W,最低为方案Ⅳ,输出功率为80.77 W;其中方案Ⅱ的前加载点处载荷相较于初始模型增加0.2倍;对叶片载荷进行分析,得出了井下涡轮发电机输出功率随前加载点处载荷先增加后减小。基于叶片载荷与性能之间的关系以及本文所设计的叶片优化模型,经过不断计算迭代得到了适用于井下涡轮发电机高性能的目标叶片载荷分布方案,目标叶片载荷前加载点处的载荷相较于初始模型增加0.28倍;依据该方案进行反问题设计,对目标叶片载荷与模拟载荷进行比较,二者较为接近;经过数值计算得到同等条件下,经过叶片载荷分布反问题设计模型的输出功率为129.8 W,相较于前6种方案中最高输出功率增长10.93...     

基于Inventor的旋耕-碎茬通用刀片有限元分析

旋耕与碎茬是我国目前最常见的两种土壤作业方式,旋耕、碎茬刀片的品质直接关系到整机的性能和作业质量。为此,利用Inventor强大的三维造型及其对零件的有限元分析功能,对旋耕-碎茬通用刀片进行三维造型,并对模型进行有限元分析。分析结果表明:通用刀片的强度和刚度均满足设计要求;刀片的应力与应变最大值出现在刀片弯折处;变形位移最大值点位于刀尖。有限元分析结果为旋耕-碎茬通用刀片的优化设计提供了可靠依据,为今后提高设计质量和精度提供了借鉴。     

垂直轴风力机叶片动态失速数值模拟

利用数值计算方法研究了一种典型的大高径比垂直轴风力机叶片动态失速现象。在验证数值计算方法可靠的基础上,结合速度矢量图和涡量图,研究了8 m/s风速时风力机在不同尖速比下叶片动态失速现象以及风轮尺寸改变时风轮动态失速流场及其对风力机功率系数的影响规律。研究表明,尖速比过低,增大弦径比和叶片数均导致叶片动态失速和气流分离呈现加剧趋势,削弱风力机的气动性能。对用于城市风力发电的大高径比垂直轴风力机,应使其在最佳尖速比下运行,同时控制弦径比在0.2~0.4之间,叶片数为3或4,以获得较好的气动性能。     

马铃薯收获机挖掘铲有限元静力学分析

针对2种结构的马铃薯挖掘铲,采用ANSYS软件对其进行有限元静力学分析,挖掘铲有限元模型根据其安装位置和材料建立,载荷为土壤加载到铲面的张向力,通过求解挖掘铲的变形和应力分布,进行强度校核,根据分析结果选择出性能更好的挖掘铲,为挖掘铲的设计提供理论依据。     

风力机弯曲叶片附面层流动转捩和分离实验

以柔性叶片能量转换装置为研究对象,在风洞闭口实验段,应用PIV技术测试弯曲叶片附面层速度场,通过速度场分析,得到弯曲叶片几何结构对附面层的流动分离和旋涡运动的规律。叶片的弯曲变形可以减少前层叶片吸力面附面层内的低能流体向空间扩散的范围,因此有助于减少附面层附近因流动分离而产生的升力损失;但对于后层叶片吸力面,由叶片弯曲带来的动态失速涡范围扩大会加剧流场的不稳定性。通过弯曲叶片流场PIV实验,可以指导柔性叶片的选材和设计,为提高叶轮的能量转换效率和运行稳定性提供可靠的实验依据。     

轴压比对矩形钢管混凝土框架受力性能影响的有限元分析

基于一榀单跨两层矩形钢管混凝土框架的抗震性能试验,利用通用有限元软件ABAQUS建立了框架的非线性有限元分析模型,模型中考虑了混凝土反复荷栽下的刚度退化.通过与试验结果的对比分析,验证了该模型的正确性,可以用于矩形钢管混凝土框架的结构分析中.利用该模型对不同轴压比下框架的骨架曲线进行了对比,并对其受力性能进行了分析,结果表明:随着轴压比的增大,框架的延性和承载力随之降低.     

叶片数对VAWT-SWS低风速自起动性能的影响

为探明叶片数对自适应风速垂直轴风力机(VAWT-SWS)自起动性能的影响,设计了可更换叶片个数(2,3,4)的风力机模型,通过风洞实验获得了3 m/s风速下风力机的静态转矩系数随方位角变化曲线,并与相同参数的Darrieus直叶片风力机(D-风力机)进行了对比。之后使自适应风速垂直轴风力机空载,得到了3 m/s风速下其转速随时间变化曲线。实验结果表明:自适应风速垂直轴风力机的自起动性能优于Darrieus直叶片风力机,增加叶片数可使自适应风速垂直轴风力机的静态自起动性能提高,但使动态自起动性能降低。