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《小型水平軸風(fēng)力機葉片設(shè)計與有限元分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、小型水平軸風(fēng)力機葉片設(shè)計與有限元分析摘要為了更好地發(fā)展我國的風(fēng)力發(fā)電事業(yè)，實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機的國產(chǎn)化，必須通過深入系統(tǒng)的研究，掌握風(fēng)力機及關(guān)鍵零部件的設(shè)計和分析技術(shù)。本文根據(jù)傳統(tǒng)的葉片設(shè)計方法設(shè)計了400W小型水平軸風(fēng)力機葉片，生成了三維幾何模型。然后采用有限元方法對葉片進行了振動模態(tài)分析，得到各階振動頻率和振型，為防止結(jié)構(gòu)共振提供了依據(jù)。針對小型風(fēng)力機葉片強度分析的特點，提出了一種梁單元與實體單元相結(jié)合的高效率的有限元建模方法，并將分析結(jié)果與文獻中的試驗結(jié)果相對比，驗證了該建模方法的有效性。最后，用該方法分析了自行設(shè)計的應(yīng)用于風(fēng)光互補路
2、燈的小型風(fēng)力機葉片在額定風(fēng)速下的受力與變形，驗證了葉片的安全性。關(guān)鍵詞：風(fēng)力機，葉片，梁單元，有限元模擬IDESIGNANDFEANALYSISOFTHEBLADEFORSMALLHORIZONTALAXISWINDTURBINEABSTRACTInordertopromotethecapabilityofdesignandmanufacturingofwindturbineinChina,morestudyshouldbedoneinthefieldofwindturbinedesignandanalysis.Inthispaper
3、,abladefor400WSmallHorizontalAxisWindTurbineisdesignedaccordingtothetraditionaldesignprocedureandthe3Dgeometricalmodelisalsocreated.ThenthemodalanalysisisdonethroughtheFEsimulationtogetthefrequencyandmodeshape,whichprovidesthetheoreticbasistopreventresonance.Inaddition,
4、Aimingatthestructuralanalysisofbladeforsmallwindturbine,thispaperpresentsaFEmodelingmethodwiththecombinationofbeamelementandsolidelement.ThencomparisonoftheresultsbetweenFEanalysisandcorrespondingexperimentismadetoconfirmthemodelingvalidity.Finallythebladedesignedforthe
5、smallwindturbine,whichisappliedtohybridwind/PVsystems,isanalyzedintermsofitsstressanddeformationandtovalidateitsworkingsecurityKEYWORDS:windturbine,blade,beamelement,FEsimulation,optimizationII上海交通大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含
6、任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：宗楠楠日期：年月日上海交通大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)上海交通大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。保密□，在年解密后適用本授權(quán)書。本學(xué)位論文屬于不
7、保密□。（請在以上方框內(nèi)打“√”）學(xué)位論文作者簽名：宗楠楠指導(dǎo)教師簽名：董湘懷日期：年月日日期：年月日上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論第一章緒論1.1本文課題研究背景能源是現(xiàn)代社會和經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)。遠期，能源工業(yè)面臨礦物資源枯竭的問題；近期，能源工業(yè)面臨全球環(huán)境污染壓力。因此，改善能源結(jié)構(gòu)，利用可再生能源，減輕環(huán)境污染，提高人民生活質(zhì)量，已經(jīng)成了全球能源工業(yè)關(guān)注的一個熱點。風(fēng)能是太陽能的一種轉(zhuǎn)化形式，是一種不產(chǎn)生任何污染物排放的可再生自然能源。自20世紀90年代初以來，現(xiàn)代風(fēng)能最主要的利用形式——風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展十分迅速，世界風(fēng)力機裝
8、機容量的年平均增長率已經(jīng)超過了30%，從1993年的216萬千瓦上升[1]到了2003年的4030萬千瓦。全球風(fēng)能資源極為豐富，而且分布在幾乎所有的地區(qū)和國家。技術(shù)上可以利用6的資源總量估計約53000TW·h/a（53
