谢桂兰
,
赵锦枭
,
曹尉南
材料导报
运用均匀化理论与有限元相结合的方法,预测了风机叶片复合材料层合板的性能.将复合材料层合板内部结构分为宏观、细观和纳观3个层次,建立了复合材料层合板的多尺度模型.通过3次均匀化方法,并编写AP-DL程序输入商业软件ANSYS,预测材料各参数(碳纳米管体积分数、长径比、弹性模量,纳米薄层体积分数、弹性模量)对复合材料层合板性能的影响.结果表明,当分别增大碳纳米管体积分数、长径比、弹性模量以及纳米薄层体积分数、弹性模量时,风机叶片复合材料层合板的性能均能得到提高.同时表明加入一定量的碳纳米管可以适当提高复合材料层合板的性能.实验结果对风机叶片复合材料的制备有一定的指导作用.
关键词:
风机叶片
,
复合材料层合板
,
性能预测
,
碳纳米管
,
纳米薄层
,
均匀化理论
,
有限元
蒋立波
,
石阳春
,
汪根胜
,
资葵
,
刘亮
涂料工业
通过风洞实验探索憎水性涂料分别在不同空气温度、相对湿度及冰冻时间的因素下对风机叶片覆冰过程的影响.实验结果表明:憎水性涂料并不能完全防止叶片结冰,但具有一定的防冰效果.空气温度为-6-8℃时,憎水性涂料的防冰性能最差.温度一定时,憎水性涂料的防冰性能随相对湿度呈单调递减关系.当表面冰层达到一定厚度时,憎水涂料将失去防冰性能.憎水性涂料在一定范围的温度和湿度条件下才能发挥出良好的防冰性能.
关键词:
风洞实验
,
憎水性涂料
,
风机叶片
,
覆冰
,
防冰性能
汤扬阁
,
周红丽
,
王红
,
刘进荣
,
王彩霞
玻璃钢/复合材料
本文对采用真空辅助成型工艺(VARI)制造的1.5MW风机叶片的流道设计进行模拟分析.考察了不同注射方式、不同导胶管间距的充模时间,分析了树脂流动形态、模腔内压力分布以及溢料口位置,优化得到了风机叶片根部的最佳注射方案.在此基础上模拟整机充模成型,得到最佳流道设计方案为根部布置间距为487mm的两条管道,沿着叶片长度方向布置三条注射流道,注射口数量为13个,两端抽气,溢料口数量为14个.将模拟结果应用于实际叶片成型工艺中,实际充模时间为3.63h,与模拟结果相比误差为0.38h.
关键词:
真空
,
成型
,
风机叶片
,
流道
,
充模
徐阳
,
刘卫生
,
乔光辉
玻璃钢/复合材料
针对目前大型叶片质量控制难,肉眼无法判断缺陷的位置和大小的问题,采用超声波探伤和激光散斑干涉等方法相结合的手段,超声波主要应用于玻纤纤维层合板较厚和胶黏剂粘接的区域检测,激光散斑干涉主要应用于叶片夹层结构层的检测.通过不同设备检测优势相结合的方式来实现叶片的整体无损检测,而且可以在现场进行检测以保障风机的正常运行.
关键词:
无损探伤
,
超声波
,
激光散斑干涉
,
缺陷
,
风机叶片
闫文娟
,
陶生金
,
吉翔
玻璃钢/复合材料
本文对某兆瓦级叶片进行结构分析,对比了使用E玻纤单向布和高模玻纤单向布对叶片重量、刚度、频率和正应力安全系数的影响.结果表明,在保证叶片刚度基本不变的前提下,使用高模玻纤单向布可以使叶片大梁显著减重,提高安全性.
关键词:
高模玻纤
,
风机叶片
,
结构分析
,
安全系数
谢桂兰
,
肖春芽
,
贺礼财
玻璃钢/复合材料
为实现大型风机叶片的轻量化,对纤维增强风机叶片复合材料进行三维拓扑优化设计.首先,基于均匀化理论,将碳纤维增强风机叶片复合材料等效为等效均质体,预测其宏观等效力学性能;然后,以单元相对密度为设计变量、实体材料总体积分数为约束条件、等效宏观弹性矩阵主对角线分量或分量的加权组合为目标函数建立优化模型.采用固体各向同性材料惩罚模型(SIMP)建立设计变量和宏观弹性模量之间的关系,采用灵敏度过滤技术和优化准则法控制材料的分布.在MATLAB平台上编写了相应程序,对大型风机叶片复合材料进行三维拓扑优化,计算得出不同优化目标下的三维最优结构.数值结果表明了该优化模型的正确性和有效性,为实现风机叶片结构轻质高强设计提供了一种参考.
关键词:
风机叶片
,
轻量化
,
复合材料
,
均匀化
,
拓扑优化
张鑫
,
顾桂梅
玻璃钢/复合材料
为解决风机叶片在多种损伤工况下的结构损伤识别问题,采用一种模态应变能变化率和BP神经网络结合的分步判别方法.首先利用ANSYS软件建立风机叶片的结构模型,选取模态应变能变化率作为检测结构损伤的特征参数;然后分别在单损伤与多损伤工况下,通过比较损伤前后各单元的模态应变能变化初步定位损伤;最后通过BP神经网络精确判定损伤状态,辨别叶片的损伤位置和程度.结果表明,通过比较各单元模态应变能变化率,可以有效实现损伤的初步定位,利用BP神经网络可以准确诊断出叶片损伤位置和程度.这种方法对同一单元不同程度损伤、同程度多损伤等多种损伤工况均有良好的识别效果.
关键词:
风机叶片
,
损伤识别
,
模态应变能
,
BP神经网络
卢彬
,
黄争鸣
玻璃钢/复合材料
将叶片视为变截面悬梁,离散成任意段,每一段满足各向异性双向弯扭耦合振动微分方程,其解表作为两端节点10个自由度的函数,相邻段在同一截面内的节点位移由连续性条件联系,由此建立起求解叶片双向弯曲与扭转响应的传递函数,然后根据边界条件,得到一组仅含10个未知数的齐次方程,其非零解即是叶片各阶固有频率.相对有限元等其他数值方法,这种传递函数的解变量少,算法设计容易,求解速度快,精度高.基于该算法对一种大型叶片叶根段结构铺层优化后的频率特性进行了分析,结果显示,新设计方案不仅叶片重量显著降低,而且叶片刚度和频率特性完全满足使用要求.
关键词:
复合材料
,
风机叶片
,
固有频率
,
传递函数
,
结构优化
张海英
,
祝水琴
玻璃钢/复合材料
针对风力发电机叶轮设计复杂、造型困难的问题,根据Wilson法的设计流程,运用Wilson算法对15kW的风机叶片进行气动外形参数的计算,应用Matlab软件的fmincon最优化函数对叶片各叶素的弦长和扭角进行优化.开发了小型风机叶片气动外形设计的通用程序,将设计结果直接导入SolidWorks中,可自动生成叶片的三维实体模型,省去了大量的数据转换和存储过程,实现了叶片的高效、智能化设计,解决了Matlab与SolidWorks之间的数据传输问题,提高了风机叶片设计和造型的精度、效率.
关键词:
风机叶片
,
Wilson算法
,
二次开发
,
优化设计
