风机风叶是一种大型复合材料结构,是获取风能的关键部件,复合纤维铺层结构复杂,其性能随铺层角度、铺层顺序和铺层厚度的不同而变化,使得叶片的设计复杂和困难,采用传统的建模方法,即使是经验丰富的叶片设计工程师也要反复设计铺层并建立大量有限元对单元模型进行比较计算,以获得更好的设计方案。
利用三维软件或有限元软件建立叶片的几何模型,利用叶片几何模型建立初始分层模型,在初始模型上建立梁和二次分层模型、剪切腹板二次分层模型、壳体二次分层模型。
二次分层模型是在初始构件分层上加层而成的模型,起梁二次分层模型是在初始构件分层上铺设单轴布,剪切腹板二次分层模型在初始剪切腹板的两侧铺设双轴布,并在外壳的初始内外表面。
其中,计算叶片叠置面积的方法为:将叶片沿跨距方向分成若干个0.5m的截面,并将每个截面上所有单元的面积之和计算为该截面的总层面积。