航空发动机复合材料叶片用3D机织预制体研究进展 被引量：27

1

作者 关留祥 李嘉禄 +2 位作者 焦亚男 赵玉芬 郭玉路 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期748-759,共12页

三维机织复合材料(3DWCs)因其高比强度、低密度、低热膨胀系数和良好的成型性等优点受到越来越多的青睐,已经成功运用到飞机和汽车工程等领域。随着航空发动机研发力度的加大,3DWCs也在飞机发动机零部件上有所应用。综述了航空发动机复... 三维机织复合材料(3DWCs)因其高比强度、低密度、低热膨胀系数和良好的成型性等优点受到越来越多的青睐,已经成功运用到飞机和汽车工程等领域。随着航空发动机研发力度的加大,3DWCs也在飞机发动机零部件上有所应用。综述了航空发动机复合材料叶片用三维机织预制体(3DWPs)的研究进展及现状;对比了异形高厚度3DWPs的几种织造方法;基于试验测试和仿真模拟,介绍了国内外3DWPs变形性能的研究进展;分析了3DWPs结构对其复合材料性能的影响;最后,展望了3DWPs的发展方向,为航空发动机复合材料叶片的发展提供了参考依据。 展开更多

关键词 三维预制体 航空发动机 复合材料叶片 机织 变形

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航空发动机复合材料叶片振动疲劳特性研究 被引量：19

2

作者 杨强 邵闯 方可强 《实验力学》 CSCD 北大核心 2014年第3期361-367,共7页

针对发动机复合材料叶片开展了振动疲劳特性研究。首先通过模态测试获得叶片结构的振型图,确定叶片在振动中应力最大部位疲劳薄弱部位;其次采用振动台施加窄带随机激励载荷,并监测其疲劳薄弱部位的应变水平,获得了复合材料叶片的振动响... 针对发动机复合材料叶片开展了振动疲劳特性研究。首先通过模态测试获得叶片结构的振型图,确定叶片在振动中应力最大部位疲劳薄弱部位;其次采用振动台施加窄带随机激励载荷,并监测其疲劳薄弱部位的应变水平,获得了复合材料叶片的振动响应及疲劳特性。试验结果显示,叶片在350με应变水平下的振动疲劳寿命为5.46×106;复合材料叶片的固有频率随试验时间的增加而降低。上述结果可为复合材料叶片在发动机中的应用提供部分依据。 展开更多

关键词 复合材料叶片 模态测试 振动疲劳特性 频率

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大型风力发电机旋转叶片结构动力特性分析 被引量：10

3

作者 胡国玉 孙文磊 金阿芳 《可再生能源》 CAS 北大核心 2015年第11期1652-1657,共6页

大型风力发电机叶片的结构动力特性是叶片结构设计时考虑的重要方面,其固有自振频率对于整个风力机的安全运行具有重要意义。文章基于现代柔性多体动力学理论和有限元数值分析相结合的方法,对5MW风力发电机叶片的固有振动特性进行分析... 大型风力发电机叶片的结构动力特性是叶片结构设计时考虑的重要方面,其固有自振频率对于整个风力机的安全运行具有重要意义。文章基于现代柔性多体动力学理论和有限元数值分析相结合的方法,对5MW风力发电机叶片的固有振动特性进行分析。结合复合材料叶片结构特性及结构参数,建立了5 MW风机复合材料叶片有限元模型,计算了考虑动力刚化及阻尼效应影响下的固有频率和振型,揭示了动力刚化效应对叶片固有频率的影响规律;并结合坎贝尔图,对叶片进行了共振分析,为叶片的结构设计及优化提供了参考依据。 展开更多

关键词 风力发电机 复合材料叶片 动力刚化 模态振型 坎贝尔图

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大型风力机复合材料叶片结构动力特性分析 被引量：9

4

作者 邢帅恒 周里群 李玉平 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期105-109,共5页

建立大型风力机叶片的三维有限元模型,在考虑旋转惯性力等外力因素下,分析和对比不同工况下叶片的振动频率,同时对叶片复合材料铺层角度和模态频率大小之间的关系进行研究。结果表明,叶片模态频率受应力刚化影响较大,通过改变叶片单向... 建立大型风力机叶片的三维有限元模型,在考虑旋转惯性力等外力因素下,分析和对比不同工况下叶片的振动频率,同时对叶片复合材料铺层角度和模态频率大小之间的关系进行研究。结果表明,叶片模态频率受应力刚化影响较大,通过改变叶片单向层的纤维铺层角可对旋转叶片的模态频率进行调整。 展开更多

关键词 风力机 复合材料叶片 模态频率 应力刚化铺层角度

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复合材料风电叶片有限元刚度分析 被引量：9

5

作者 靳交通 梁鹏程 +2 位作者 曾竟成 杨跃华 江翼 《武汉理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第21期133-136,共4页

建立了某兆瓦级风电叶片的三维模型并采用有限软件ANSYS的壳单元shell99对风电叶片进行了模态分析和静力分析。结果表明:风电叶片flapwise和edgewise 2个方向上一阶固有频率以及2种载荷工况下的位移分析结果与实测结果基本吻合,从而证... 建立了某兆瓦级风电叶片的三维模型并采用有限软件ANSYS的壳单元shell99对风电叶片进行了模态分析和静力分析。结果表明:风电叶片flapwise和edgewise 2个方向上一阶固有频率以及2种载荷工况下的位移分析结果与实测结果基本吻合,从而证明了该方法的可行性。该方法缩短了建模时间,提高了工作效率,对工程上叶片结构校核及新产品开发具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 复合材料叶片 有限元 模态 刚度

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涡轮发动机复合材料叶片用增强织物研究进展 被引量：7

6

作者 陈利 陈冬 +2 位作者 容治军 孙颖 孙绯 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2018年第6期30-35,共6页

基于涡轮发动机复合材料叶片的研究进展,从预浸料铺放(铺层)技术和三维织物机织技术两个方面介绍了涡轮叶片用复合材料增强织物的研究现状,最后从织物结构设计、标准化体系建立、模拟角度提出了涡轮叶片用三维织物的未来发展方向.

关键词 涡轮发动机 复合材料叶片 增强织物 铺层技术 三维机织技术

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兆瓦级风电复材叶片二次粘接技术与粘接效能影响研究

7

作者 汪涛 《粘接》 CAS 2024年第4期49-51,共3页

风电叶片是组成风电发电机的重要组成部分,复合材料的叶片主要优点就是质量轻、耐气候和腐蚀性好,性能稳定好成型,适合塑造各种复杂造型的同时减少后续加工工艺。为提高复合材料叶片二次粘接效能,研究从基板材质方面,引用聚氨酯、环氧... 风电叶片是组成风电发电机的重要组成部分,复合材料的叶片主要优点就是质量轻、耐气候和腐蚀性好,性能稳定好成型,适合塑造各种复杂造型的同时减少后续加工工艺。为提高复合材料叶片二次粘接效能,研究从基板材质方面,引用聚氨酯、环氧树脂和乙烯基酯3种材质的基板对粘接强度进行分析,得到不同固化程度的粘接强度并测试不同固化程度的结构胶粘接能力,结果表明结构胶固化程度增加带来粘接强度增加,同时结构胶固化强度超过一定范围后胶体本身呈现脆性,所以应适当增加固化程度。 展开更多

关键词 兆瓦级风力发电 复合材料叶片 二次粘接 脱模布 基板材质

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航空发动机复合材料叶片用聚氨酯密封胶的研制 被引量：1

8

作者 吕虎 孙东洲 +2 位作者 李岳 于国良 孔宪志 《化学与粘合》 CAS 2023年第5期397-400,共4页

通过合成2,4’-甲苯二异氰酸酯预聚体、4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯预聚体、含磷聚己内酯二元醇和端羟基聚丁二烯(HTPB)共聚物,并以适量填料、催化剂、助剂等制备了室温固化的聚氨酯密封胶。研究了提高聚氨酯密封胶对金属镍、钛合金的粘... 通过合成2,4’-甲苯二异氰酸酯预聚体、4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯预聚体、含磷聚己内酯二元醇和端羟基聚丁二烯(HTPB)共聚物,并以适量填料、催化剂、助剂等制备了室温固化的聚氨酯密封胶。研究了提高聚氨酯密封胶对金属镍、钛合金的粘接强度和耐湿热性能以及耐振动疲劳的方法,包括合成含苯环的多异氰酸酯预聚体作为固化剂,合成具有羟基官能团的含磷聚己内酯二元醇,同时仍以异氰酸酯基作为端基。结果表明,含磷聚己内酯二元醇可有效提高密封胶对金属镍的粘接附着力,与端羟基聚丁二烯共聚物共用耐疲劳性能优异。综上实验制备了一种可满足航空发动机复合材料风扇叶片金属包边使用要求的聚氨酯密封胶。 展开更多

关键词 复合材料叶片 聚氨酯密封胶 预聚体 耐湿热 耐疲劳

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复合材料整流叶片设计与试验技术研究 被引量：4

9

作者 王繼業 姜大鵬 +1 位作者 鬱麗 楊治中 《航空动力》 2020年第2期68-70,共3页

除了提高发动机的气动性能,还可以采用先进的结构减轻质量来提高发动机的推重比。通过对树脂基复合材料整流叶片的结构设计方法和试验研究,有望获得适用于发动机整流叶片的结构形式,为发动机进一步减轻质量提供途径。复合材料叶片航空... 除了提高发动机的气动性能,还可以采用先进的结构减轻质量来提高发动机的推重比。通过对树脂基复合材料整流叶片的结构设计方法和试验研究,有望获得适用于发动机整流叶片的结构形式,为发动机进一步减轻质量提供途径。复合材料叶片航空发动机压气机主要由叶片、轮盘和机匣三大类零组件以及连接件组成,其中叶片类零件包括转子叶片和静子叶片。复合材料叶片制造技术主要有预浸料/压模技术和三维编织/树脂传递模型成形(RTM)技术。 展开更多

关键词 树脂基复合材料 三维编织 预浸料 复合材料叶片 试验技术研究 连接件 转子叶片 发动机压气机

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空气流量对复合材料叶片振动特性的影响

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作者 杨铮鑫 马洪光 党鹏飞 《沈阳化工大学学报》 CAS 2023年第4期331-337,共7页

分别对流体机械内部流场以及引入气动载荷的碳纤维增强复合材料叶片的结构响应进行分析.利用FLUENT软件对复合材料叶片进行三维流场分析,研究不同空气流量对流场内叶片压力以及速度的影响.将流场分析得到的数据导入ANSYS软件,并施加在... 分别对流体机械内部流场以及引入气动载荷的碳纤维增强复合材料叶片的结构响应进行分析.利用FLUENT软件对复合材料叶片进行三维流场分析,研究不同空气流量对流场内叶片压力以及速度的影响.将流场分析得到的数据导入ANSYS软件,并施加在叶片上,在考虑气动加载情况下,应用模态分析方法对叶片自由振动的固有频率、振型进行分析计算,采用谐响应分析方法研究叶片的振动响应特性.结果表明:空气流量对复合材料叶片的振动特性有一定影响,叶片最大位移响应随进口空气流量的逐渐增大而减小. 展开更多

关键词 空气流量 复合材料叶片 三维流场 振动特性

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水平轴风力机叶片的截面与动力特性分析 被引量：4

11

作者 区家隽 李学敏 徐林 《可再生能源》 CAS 北大核心 2016年第5期681-686,共6页

风力机叶片在旋转过程中受重力和离心力作用,产生动力刚化导致固有频率增加。文章以NRELPhase VI风力机叶片为对象,在其内部分别添加圆形腹板、单腹板和双腹板,建立3种不同截面的叶片三维模型,并结合复合材料对叶片铺层进行动力学分析... 风力机叶片在旋转过程中受重力和离心力作用,产生动力刚化导致固有频率增加。文章以NRELPhase VI风力机叶片为对象,在其内部分别添加圆形腹板、单腹板和双腹板,建立3种不同截面的叶片三维模型,并结合复合材料对叶片铺层进行动力学分析。结果表明,叶片采用的铺层方案能有效避免共振,并且3种叶片模型的重量均接近叶片的真实值。在额定转速下,3种腹板叶片的一阶频率增量随腹板的厚度增加而增加,但在两倍额定转速时,单腹板和圆形腹板的一阶频率增量随腹板厚度增加而减少;同时,腹板中的双轴向玻璃布材料以±45°铺设时,一阶固有频率最大,而由动力刚化引起的一阶频率增量较其他角度小。 展开更多

关键词 复合材料叶片 铺层角度 腹板厚度 离心刚化 坎贝尔图 模态分析

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风力发电机复合材料叶片振动特性分析

12

作者 张政 王国伟 卢秉喜 《兰州工业学院学报》 2023年第5期72-77,共6页

针对风力发电机复合材料叶片振动特性问题,以5 MW风力发电机叶片为研究对象,通过复合材料基础确定叶片铺层方案;借助有限元法对复合材料叶片静态固有频率和运行时固有频率展开分析。结果表明:叶片第1阶固有频率为0.887 Hz,叶片前6阶模... 针对风力发电机复合材料叶片振动特性问题,以5 MW风力发电机叶片为研究对象,通过复合材料基础确定叶片铺层方案;借助有限元法对复合材料叶片静态固有频率和运行时固有频率展开分析。结果表明:叶片第1阶固有频率为0.887 Hz,叶片前6阶模态振型均未出现扭转振动,表明该叶片抗扭转性能较好;叶片旋转时离心力使得叶片前6阶固有频率均增大,其中对叶片第1阶固有频率提升可达3.6%,对叶片第6阶固有频率仅提高0.44%;且叶片在实际运行时第1阶固有频率分别高出叶片旋转频率1P和3P为77.5%和32.5%,不发生共振现象。 展开更多

关键词 风力发电机 复合材料叶片 固有频率 离心刚化效应

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5MW风力发电机复合材料叶片结构力学特性分析 被引量：4

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作者 胡国玉 孙文磊 董平 《可再生能源》 CAS 北大核心 2015年第6期871-875,共5页

大型风力发电机复合材料叶片的强度、刚度和抵抗屈曲等结构力学特性对风机的性能及寿命有重要的影响。文章结合MATLAB和ANSYS有限元建模方法,建立了含有铺层信息的复合材料叶片三维有限元模型,对5MW风力发电机叶片进行了静态结构力学特... 大型风力发电机复合材料叶片的强度、刚度和抵抗屈曲等结构力学特性对风机的性能及寿命有重要的影响。文章结合MATLAB和ANSYS有限元建模方法,建立了含有铺层信息的复合材料叶片三维有限元模型,对5MW风力发电机叶片进行了静态结构力学特性分析;定义了两种极端运行工况,分析和计算了极端工况载荷作用下的叶尖位移及力学特性,得到了应力最大的关键区域及屈曲特征。将仿真分析结果与FAST软件计算结果进行对比,验证了该方法的有效性,为进一步地分析和铺层厚度优化提供了可行的方法和参考依据。 展开更多

关键词 风力发电机 复合材料叶片 有限元分析 屈曲特征

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大涵道比涡扇发动机风扇叶片的变迁 被引量：3

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作者 陈光 《航空动力》 2018年第5期26-30,共5页

从1970年先后投入使用的JT9D与TF39发动机,到2020年将要投入使用的GE9X,大涵道比涡扇发动机的发展正好经历了50年。这50年中,大涵道比涡扇发动机的变化令人眼花缭乱,其中,风扇叶片是变化最大的构件之一。第一款大涵道比涡扇发动机风扇... 从1970年先后投入使用的JT9D与TF39发动机,到2020年将要投入使用的GE9X,大涵道比涡扇发动机的发展正好经历了50年。这50年中,大涵道比涡扇发动机的变化令人眼花缭乱,其中,风扇叶片是变化最大的构件之一。第一款大涵道比涡扇发动机风扇叶片的诞生TF39发动机是世界上第一型大涵道比涡扇发动机,也是唯一一型将增压级装在风扇前的发动机。 展开更多

关键词 风扇叶片 圆弧形 增压级 大涵道比涡扇发动机 复合材料叶片

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全尺寸垫升风机复合材料叶片疲劳试验加载技术研究 被引量：3

15

作者 巴晓蕾 梁吉鹏 +2 位作者 郭文婧 石长伟 赵颖 《强度与环境》 CSCD 2020年第3期17-23,共7页

随着我国船舶业的飞速发展,垫升船的发展越来越受到重视。风机叶片是垫升船重要组成部分,复合材料风机叶片正处在国产化的重要阶段。因此,亟待开展针对全尺寸级复合材料风机叶片的强度试验、疲劳试验的方法研究工作。本文首先通过调研分... 随着我国船舶业的飞速发展,垫升船的发展越来越受到重视。风机叶片是垫升船重要组成部分,复合材料风机叶片正处在国产化的重要阶段。因此,亟待开展针对全尺寸级复合材料风机叶片的强度试验、疲劳试验的方法研究工作。本文首先通过调研分析,提出了适用于此试验的有效的加载方式,然后针对异形曲面夹持结构合理设计,并提出切面平行法,解决了传统夹持结构设计方法不适用的问题。开展了连接结构设计和布局的分析研究,通过有限元分析,优化加载布局设计方案。最后,应用此项加载技术准确、高效完成了全尺寸级叶片强度试验和疲劳试验,验证了加载技术的合理性与可靠性,为全复合材料垫升风机叶片设计研究提供了支撑。 展开更多

关键词 复合材料叶片 全尺寸 异形曲面 加载技术

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复合材料叶片建模及铺层参数对强度的影响分析 被引量：2

16

作者 冯钰茹 王军利 +3 位作者 张宝军 刘志远 李金洋 张宝升 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2022年第7期25-31,共7页

本文采用有限元分析的方法,研究了压气机复合材料叶片的建模以及铺层参数对复合材料叶片的影响。在ANSYS平台中,采用ACP模块对复合材料叶片进行建模,通过对比传统TC4叶片的建模方法验证了复合材料叶片建模方法的准确性。研究了铺层角度... 本文采用有限元分析的方法,研究了压气机复合材料叶片的建模以及铺层参数对复合材料叶片的影响。在ANSYS平台中,采用ACP模块对复合材料叶片进行建模,通过对比传统TC4叶片的建模方法验证了复合材料叶片建模方法的准确性。研究了铺层角度与铺层厚度对复合材料叶片的强度影响规律。研究表明:随着铺层角度的增加,复合材料叶片的最大变形呈现先减小后增大的趋势,但叶片的最大等效应力逐渐增大。铺层厚度改变导致叶片变形与应力的变化不超过5%。因此,在设计复合材料叶片时应将设计的着重点放在铺层角度上。 展开更多

关键词 复合材料叶片 铺层角度 铺层厚度 变形 应力

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复合材料风扇叶片-机匣碰摩振动的数值模拟 被引量：2

17

作者 肖贾光毅 陈勇 +1 位作者 欧阳华 王安正 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期997-1009,共13页

基于全三维模型的复合材料风扇叶片-机匣碰摩动力学特性的数值研究。建立了复合材料三维风扇叶片-机匣实体有限元模型,考虑叶片离心刚度的影响,机匣由贝塞尔曲面拟合,风扇叶片采用3种不同铺层形式。基于该模型,在机匣二节径变形的情况下... 基于全三维模型的复合材料风扇叶片-机匣碰摩动力学特性的数值研究。建立了复合材料三维风扇叶片-机匣实体有限元模型,考虑叶片离心刚度的影响,机匣由贝塞尔曲面拟合,风扇叶片采用3种不同铺层形式。基于该模型,在机匣二节径变形的情况下,计算了不同铺层叶片在不同转速下与机匣碰摩后的动力学响应。计算结果表明:铺层形式对叶片中、低转速下的碰摩振动形式影响较大,带有90°铺层的叶片的最高振幅及不稳定振动所在区域的转速相对较低,改变铺层形式可以对复合材料风扇叶片-机匣的碰摩动力学特性加以控制。当转速靠近由3倍频与叶片1阶模态造成的共振点附近,或由6倍频与叶片2阶模态造成的共振转速附近时,叶片与机匣的碰摩会导致非稳定振动的产生。该方法与结果对复合材料风扇叶片的碰摩动力学特性研究具有一定指导意义。 展开更多

关键词 叶片-机匣碰摩 复合材料叶片 振动特性 有限元 非稳定振动

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时域衰减信号的复合材料叶片阻尼不确定性测试 被引量：2

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作者 梁晓龙 李晖 +1 位作者 牛义 周正学 《噪声与振动控制》 CSCD 2017年第5期204-209,213,共7页

基于复合材料叶片的时域衰减信号,对其阻尼的不确定性进行测试研究。首先,组建复合材料叶片的阻尼测试系统,提出具体的阻尼不确定性测试流程,并通过"标准差"指标来量化表征某一阶阻尼的不确定性程度;然后,以三种不同类型的TC... 基于复合材料叶片的时域衰减信号,对其阻尼的不确定性进行测试研究。首先,组建复合材料叶片的阻尼测试系统,提出具体的阻尼不确定性测试流程,并通过"标准差"指标来量化表征某一阶阻尼的不确定性程度;然后,以三种不同类型的TC500碳纤维/树脂基复合材料直板叶片为研究对象,通过测试获取其在不同衰减时刻的阻尼结果,并证明其阻尼确实存在不确定性现象;最后,讨论激励幅度、边界条件、背景噪声对复合材料叶片某一阶阻尼不确定性的影响程度和影响规律,并提出采用线性平均法来准确获得其阻尼结果。 展开更多

关键词 振动与波 时域衰减信号 复合材料叶片 阻尼 不确定性测试 影响因素分析

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大型风力发电机复合材料叶片动态特性分析 被引量：2

19

作者 郑玉巧 赵荣珍 刘宏 《机械制造》 2013年第5期5-7,共3页

以1.2 MW风力机叶片为研究对象,采用参数化建模技术建立大型风力机复合材料叶片的三维有限元壳模型,在此基础上采用拟波前子空间迭代法准确计算了基于多因素耦合作用下复合材料叶片的固有频率和振型。进而分析了不同形式的振动对旋转叶... 以1.2 MW风力机叶片为研究对象,采用参数化建模技术建立大型风力机复合材料叶片的三维有限元壳模型,在此基础上采用拟波前子空间迭代法准确计算了基于多因素耦合作用下复合材料叶片的固有频率和振型。进而分析了不同形式的振动对旋转叶片的影响机理,该计算方法对大型复合材料风力机叶片的结构设计具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 风力发电机 复合材料叶片 拟波前子空间迭代法 动态特性

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含温湿效应的复合材料风机叶片的破坏 被引量：2

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作者 王蔓 白瑞祥 +1 位作者 李明颖 沈亚南 《大连工业大学学报》 CAS 北大核心 2012年第6期461-464,共4页

针对复合材料风机叶片在温湿环境下的早期失效问题,采用有限元数值模拟方法研究了考虑了风载荷和温湿载荷共同作用下叶片的逐步破坏行为和破坏机理。将风机叶片简化为悬臂梁模型,进行了三维建模,对蒙皮、腹板和主梁均采用板壳单元进行离... 针对复合材料风机叶片在温湿环境下的早期失效问题,采用有限元数值模拟方法研究了考虑了风载荷和温湿载荷共同作用下叶片的逐步破坏行为和破坏机理。将风机叶片简化为悬臂梁模型,进行了三维建模,对蒙皮、腹板和主梁均采用板壳单元进行离散,分别讨论了在不同温度及湿度条件下,环境因素对复合材料风机叶片材料性能的影响,并分析了叶片刚度、强度的变化及破坏情况。同时引入基于应变分布的三维Hashin失效准则,利用有限元分析软件ABAQUS对风机叶片进行刚度和破坏分析,讨论了风载下复合材料风机叶片的逐步破坏行为以及温湿载荷对风机叶片强度和刚度的影响。分析结果表明,高温湿润的环境对复合材料风机叶片材料性能影响很大,导致叶片的强度和刚度均有不同程度的降低。 展开更多

关键词 复合材料叶片 温湿效应 刚度退化 破坏

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