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《風力機葉片集成設(shè)計方法的試驗驗證與研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、風力機葉片集成設(shè)計方法的試驗驗證與研究重慶大學碩士學位論文（專業(yè)學位）學生姓名：王二剛指導教師：陳進教授學位類別：工程碩士（機械工程領(lǐng)域）重慶大學機械工程學院二O一五年四月ExperimentalVerificationandResearchofWindTurbineBladeIntegratedDesignMethodAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheProfessionalDegreeByWangErgangSupervisedbyProf.C
2、henJinSpecialty：ME(MechanicalEngineeringField)CollegeofMechanicalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril2015重慶大學碩士學位論文中文摘要摘要能源是影響人類生存質(zhì)量的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。當前人類使用的主要能源是煤炭、石油、天然氣等，這些能源的儲量有限，是不可再生的，使用這些能源又會引起―大氣污染‖等一系列環(huán)境問題。近年來，可再生能源發(fā)展很快，風能，作為一種可再生的―綠色能源‖已席卷全球，被世界各國予以極大的關(guān)注與重視，都把運用風能作為能源短缺的
3、突破口。葉片是風力機中最關(guān)鍵的部件之一，其良好的設(shè)計、可靠的質(zhì)量和優(yōu)越的性能是保證機組正常穩(wěn)定運行的決定因素。然而，我國在風力機專用翼型的開發(fā)及葉片的氣動外形設(shè)計等核心技術(shù)大多源于歐美，并沒有掌握其核心技術(shù)，這嚴重制約著我國風電裝備的自主研發(fā)水平。重慶大學的陳進教授經(jīng)過多年的研究，以風力機翼型及葉片空氣動力學理論為基礎(chǔ)，開創(chuàng)性的引入保角變換理論，結(jié)合泛函分析方法，提出了一系列風力機翼型參數(shù)優(yōu)化設(shè)計方法，并設(shè)計出了最大相對厚度在12%~40%的翼型系列；在風力機優(yōu)化設(shè)計過程中，基于傳統(tǒng)的風力機空氣動力學理論以及葉片氣動彈性理論，建立了新的風力機軸向誘導因子和周向誘導因子計
4、算模型。本文是這些研究工作的延續(xù)，為了驗證上述風力機葉片設(shè)計方法，本文設(shè)計加工了一種額定功率為1kW的葉片，對其進行了功率特性測試，并與國內(nèi)某單位的1kW風力機進行了對比，具體工作及取得的成果如下：①選用優(yōu)化后的CQU-A150翼型，確定了葉片的弦長扭角分布，得到了葉片的三維設(shè)計模型。介紹了CQU-A150翼型，采用新的風力機軸向誘導因子和周向誘導因子計算模型編制了以最大功率系數(shù)為優(yōu)化目標的MATLAB程序，確定了葉片的弦長扭角分布，結(jié)合CQU-A150翼型的二維坐標通過三維坐標轉(zhuǎn)換得到了葉片各截面離散點的三維坐標，將這些坐標導入到SolidWorks軟件中，通過一系列
5、的曲面操作，最終得到了葉片的三維設(shè)計模型。②在有限元分析軟件中，對葉片進行了靜力分析。建立了葉片的有限元模型，將葉片簡化為空心結(jié)構(gòu)，根據(jù)葉片的實際加工情況對葉片進行了鋪層，采用殼單元SHELL99對模型進行了網(wǎng)格劃分。分析了葉片在運行過程中所受到的載荷，確定了模型的邊界條件，并對加載后的結(jié)果進行了分析。③完成了葉片的制作。概述了葉片材料的發(fā)展，介紹了采用FRP成型技術(shù)加工葉片的特點，以及葉片加工過程中用到的材料，詳細闡述了葉片的加工制造過程，制作了一組葉片，并實現(xiàn)了和現(xiàn)有輪轂的連接。④對葉片進行了功率特性測試。仔細閱讀了GB/T18451.0-2012/IEC61400
6、-12-1標準，參照該標準并結(jié)合實際情況確定了測試設(shè)備，采用車載測試法對I重慶大學碩士學位論文中文摘要加工好的葉片以及國內(nèi)某單位設(shè)計的1kW風力機葉片進行了功率輸出特性測試，參照測試標準采用比恩法對測試數(shù)據(jù)進行了處理，最終得到了兩種風力機的功率特性曲線，從結(jié)果可以看出，裝有本文設(shè)計葉片的風力機在風速為6m/s~9m/s時發(fā)電功率明顯高于某單位設(shè)計的風力機。經(jīng)過計算，新設(shè)計的風力機比國內(nèi)某單位設(shè)計的風力機年發(fā)電量提高了5%~6%。實驗結(jié)果驗證了所采用的葉片設(shè)計方法的可行性、正確性以及先進性，為上述葉片設(shè)計方法提供了實驗依據(jù)。關(guān)鍵字：葉片設(shè)計，有限元分析，葉片加工，功率特性
7、測試II重慶大學碩士學位論文英文摘要ABSTRACTEnergyisanimportantmaterialbasethatcaninfluencethequalityofhumanlife.Themainenergythathumanusenowarecoal,oil,naturalgasetc.Buttheseenergyreservesarelimited,non-renewable,andtheuseoftheseenergieswillcauseaseriesofenvironmentalproblemssuchasairpoll
