风力发电机叶片疲劳试验机的仿真研究与设计

本文针对当前叶片疲劳测试存在的困难,予以解决。通过对叶片的仿真计算,克服缺少叶片实际运行参数问题,并利用其仿真结果对叶片疲劳试验系统进行设计 课题来源上海市质检院的风电并网检测研究课题。研究对象选取20kw的小型风机复合材料叶片；研究内容为：基于叶片的仿真计算结果,设计叶片疲劳加载试验系统。研究的方法与过程是：根据Betz、Glauert及叶素等的气动设计理论,为叶片的建模确定气动参数,通过profili生成叶片翼型参数,在solidworks完成叶片三维模型的建立。然后,利用ANSYS中对叶片进行建模与分析,实现对其复杂铺层材料的密度,载荷的设置,完成对仿真叶片的的静力分析,模态分析,疲劳分析。其中,叶片的10阶振型模态分析,为疲劳测试设计提供激振频率和形变测控位置；根据Miner线性累积损伤理论对其疲劳寿命分析,为疲劳测试设计提供循环加载次数的预估。最后,在各种加载类型、原理和测控方法的分析比较下,结合仿真分析参数,以设计台式疲劳测试系统为理念,进行叶片的疲劳加载系统总体设计。 本文选择SG6050为仿真叶片的翼型,一系列的仿真分析过程与数据还可为大型风机叶片及其它翼型的类似问题研究提供参考,基于叶片仿真开发叶片疲劳加载试验系统以缩短研发周期与开发成本。