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风机风叶是如何设计的

发布日期:2019-08-19

  风机风叶是如何设计的

  风机风叶约占风机总成本的15%-20%,目前,大型风电机组叶片基本上是由复合材料构成,复合材料通常超过80%,据统计,风机叶片尺寸每增加6%,捕获的风能可增加12%。

风机风叶是如何设计的

  叶片的原始设计是为了达到动效率和结构设计之间的平衡,材料和工艺的选择决定了叶片的实际厚度和成本,结构设计人员在如何将设计原则与制造工艺相结合方面发挥着重要作用,必须在性能和成本降低之间找到解决方案。

  叶片受力分析:叶片上的推力带动叶片旋转,推力分布不均匀,但与叶片长度成正比,的推力大于根部的推力,叶片自重和外推力引起的弯曲变形是叶片重要的载荷,为了提高弯曲性能,在叶片纵向采用单向纤维布,梁帽上下层通过中间剪切网,剪切网尽可能分开,由双向纤维布加上对角放置的发泡(PET)芯材组成,以增加整体刚性。

  内梁结构:为了降低生产成本,可以从设计中去除一些不必要的材料,普通叶片是空心的,叶壳:叶壳的作用主要是提供一种气动外形,叶壳的夹层结构增加了刚度,夹层结构由FRP表层和泡沫(PET)芯材料或Baleac香膏芯材料组成。夹层结构具有足够的刚性,能够承受弯曲载荷,同时防止脱粘,叶壳中对角分布的纤维提供了必要的扭转刚度。

  叶根设计:叶根部分通常设计成圆形,同时,为了满足维修等需要,叶片根部大多采用螺栓连接,便于拆卸,对于金属梁,可提供焊接法兰连接。

  尺寸优化设计:在不改变叶片几何结构的情况下,通过调整梁帽厚度,可以改变叶片性能,降低生产成本,较薄的叶片需要较厚的梁帽,但增加了生产成本,同时,腹板的强度也需要提高,但由于厚度较薄,材料总量变化不大。

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