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《沈阳工业大学》 2005年
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基于风力机桨叶气动弹性问题的研究

遇瑞  
【摘要】:随着社会的发展和科技的进步,人类面临着日益严重的资源枯竭和环境污染问题 的挑战,此时被认为储量大,分布广,最廉价、最洁净、最有开发价值的新能源一风 能得到了各界的广泛重视,对于风力机的研究也逐渐升温。在我国对于风力机的利用 率较低,为了更好的利用风力资源就必须加速对它的研究。 作为风力机重要的组成部分,叶片是受力最为复杂,最为难以设计的风力机构件。 叶片作为弹性体,在运行中由于气动力作用,将会产生变形和振动。结构在气动力、 惯性力和弹性力耦合作用下,出现的幅度不断增加的振动现象。这种不稳定振动,将 在结构中引起很大的动应力,影响风力机的正常运行,甚至会造成部件及整机损坏的 严重后果。风力机气动弹性特性是关系到风力机安全性和可靠性的重要问题,也成为 风力机研制工作中的焦点。 本文从振动理论入手,利用最为典型的弹性铰链法分析叶片发生颤振失稳时的结 构动力学特性,然后对振动模型及振动时所受的气动力进行简化,利用简化方程得到 叶片发生发散失稳时的振动方程,利用编制的VISUAL BASIC程序解出振动的特征值 并得到振动频率,最后分别通过上述的理论公式和国际通用的有限元程序ANSYS对 风力机叶片模型进行发散失稳时的频率计算,验证简化公式的准确性。通过简化将原 有的三个自由度转化为两个自由度,减少了叶片设计过程中的工作量。同时,利用理 论公式得到了影响叶片振动频率的几个因素并做出了相应曲线。
【学位授予单位】:沈阳工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TK83

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