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风力机叶片载荷谱及疲劳寿命分析 被引量：74
1
作者 李德源 叶枝全 +1 位作者 陈严 包能胜 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2004年第6期118-123,共6页
研究了大型风力机玻璃钢叶片载荷谱和疲劳寿命的工程估算方法。运用片条理论分析了影响风力机叶片疲劳寿命的气动载荷分布;应用多体动力学方法,分析了旋转叶片动力刚化效应产生的原因及其对叶片振动模态的影响;根据模态叠加法,计算了叶... 研究了大型风力机玻璃钢叶片载荷谱和疲劳寿命的工程估算方法。运用片条理论分析了影响风力机叶片疲劳寿命的气动载荷分布;应用多体动力学方法,分析了旋转叶片动力刚化效应产生的原因及其对叶片振动模态的影响;根据模态叠加法,计算了叶片在气动力、重力和旋转惯性力等确定性载荷作用下的动应力响应;探讨了玻璃钢叶片的疲劳性能、破坏准则及疲劳寿命估计方法;提出了一种基于 Palmgren Miner 线性累积损伤法则的玻璃钢叶片安全寿命估计方法。通过所设计的 1.5MW 变速变桨距风力机叶片疲劳寿命估计的算例表明,该方法是可靠和实用的。 展开更多
关键词 风能利用 风力机 玻璃钢叶片 疲劳寿命 动力刚化
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风力机玻璃钢叶片疲劳寿命分析 被引量：51
2
作者 李德源 叶枝全 +1 位作者 陈严 包能胜 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期592-598,共7页
该文对大型风力机玻璃钢叶片疲劳寿命的工程估算方法进行了研究。运用片条理论分析了影响风力机叶片疲劳寿命的气动载荷分布;根据有限元模态叠加法,计算了叶片在气动力、重力和旋转惯性力等确定性载荷作用下的动态应力响应;介绍了玻璃... 该文对大型风力机玻璃钢叶片疲劳寿命的工程估算方法进行了研究。运用片条理论分析了影响风力机叶片疲劳寿命的气动载荷分布;根据有限元模态叠加法,计算了叶片在气动力、重力和旋转惯性力等确定性载荷作用下的动态应力响应;介绍了玻璃钢材料的疲劳破坏过程、破坏准则,探讨了玻璃钢材料疲劳性能及疲劳寿命估计方法;最后,运用PalmgrenMiner的线性疲劳损伤累积法则提出了一种玻璃钢叶片安全寿命估计方法。通过所设计的1 5兆瓦变速变桨距风力机叶片疲劳寿命估计的算例表明,本文提出的玻璃钢叶片疲劳寿命估计方法是可靠和实用的。 展开更多
关键词 风力机 玻璃钢叶片 疲劳寿命
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发动机整体叶盘的激光冲击强化技术(邀请论文) 被引量：27
3
作者 邹世坤 巩水利 +1 位作者 郭恩明 李斌 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期76-82,共7页
介绍了航空发动机叶片对激光冲击强化的需求,描述了国内外的一些研究成果。测试和对比了方形光斑和常规圆形光斑激光冲击强化后的表面轮廓,并采用方形光斑搭接激光冲击强化TC17钛合金叶片,初步验证了钛合金叶片强化改善振动疲劳性能的... 介绍了航空发动机叶片对激光冲击强化的需求,描述了国内外的一些研究成果。测试和对比了方形光斑和常规圆形光斑激光冲击强化后的表面轮廓,并采用方形光斑搭接激光冲击强化TC17钛合金叶片,初步验证了钛合金叶片强化改善振动疲劳性能的效果。分析了发动机整体叶盘(IBR)的叶片边缘激光冲击强化的关键难题,并对发动机整体叶盘激光冲击强化在中国的发展做了介绍和展望。 展开更多
关键词 激光技术 激光冲击强化 涡轮发动机 钛合金 整体叶盘 疲劳性能
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航空发动机压气机叶片振动疲劳寿命与af值的关系 被引量：17
4
作者 张忠平 孙强 +2 位作者 李春旺 乔艳江 赵文轸 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期459-461,514,共3页
以某型航空发动机低压压气机2级转子叶片一阶弯曲振动时不同af值(叶尖振幅与叶片固有振动频率乘积)及相应的振动疲劳寿命的试验结果为出发点,建立了叶片振动疲劳寿命与af值的关系,所得关系与传统的S-N关系相比,既不是幂函数也不是指数... 以某型航空发动机低压压气机2级转子叶片一阶弯曲振动时不同af值(叶尖振幅与叶片固有振动频率乘积)及相应的振动疲劳寿命的试验结果为出发点,建立了叶片振动疲劳寿命与af值的关系,所得关系与传统的S-N关系相比,既不是幂函数也不是指数函数。叶片振动疲劳寿命与af值关系的建立,一方面提供了确定叶片振动疲劳寿命的可能,另一方面提供了研究材料多轴高周疲劳行为的新途径。 展开更多
关键词 压气机叶片 一阶弯曲振动 af值 叶片振动疲劳寿命 多轴高周疲劳
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激光冲击强化提高压气机叶片疲劳性能研究 被引量：16
5
作者 何卫锋 李应红 +2 位作者 李伟 李玉琴 李启鹏 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1551-1556,共6页
根据1Cr11Ni2W2MoV不锈钢材料性能,确定了激光冲击强化参数;并通过标准试片疲劳试验,验证了该参数条件下激光冲击强化提高不锈钢材料振动疲劳寿命的有效性.设计了不锈钢叶片振动疲劳试验,确定了叶片冲击强化部位和方式,对强化叶片进行... 根据1Cr11Ni2W2MoV不锈钢材料性能,确定了激光冲击强化参数;并通过标准试片疲劳试验,验证了该参数条件下激光冲击强化提高不锈钢材料振动疲劳寿命的有效性.设计了不锈钢叶片振动疲劳试验,确定了叶片冲击强化部位和方式,对强化叶片进行了型面检查、一阶弯曲振动疲劳试验和强化机理研究.结果表明:激光冲击强化后的叶片各个截面尺寸在设计范围之内,强化后叶片的应力-循环次数(S-N)曲线往上移动,提高了叶片的疲劳强度,在660 MPa应力水平下,叶片的振动中值疲劳寿命提高70%;激光冲击强化引起的残余应力和表层微观组织变化是疲劳强度提高的主要原因. 展开更多
关键词 激光冲击强化 压气机叶片 振动 疲劳寿命 残余应力
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航空发动机涡轮叶片疲劳—蠕变寿命试验技术研究 被引量：9
6
作者 李伟 史海秋 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期323-326,共4页
涡轮叶片是航空发动机工作环境最恶劣 ,结构最复杂的零件之一 ,也是发动机断裂故障多发件之一。由于发动机工作时涡轮叶片始终在高温下承受复合载荷的作用 ,因此在涡轮叶片定寿中 ,不能将叶片的蠕变和疲劳寿命割裂开 ,而必须充分考虑疲... 涡轮叶片是航空发动机工作环境最恶劣 ,结构最复杂的零件之一 ,也是发动机断裂故障多发件之一。由于发动机工作时涡轮叶片始终在高温下承受复合载荷的作用 ,因此在涡轮叶片定寿中 ,不能将叶片的蠕变和疲劳寿命割裂开 ,而必须充分考虑疲劳—蠕变交互作用的影响。目前理论上对结构疲劳—蠕变寿命的预测方法还很不完善 ,故对涡轮叶片开展疲劳—蠕变寿命试验研究是叶片设计和定寿工作中的重要环节。本文对涡轮叶片疲劳—蠕变试验技术进行了综合论述。文中特别强调了试验载荷谱确定和叶片模拟试验件设计的关键技术环节 ,同时还介绍了一种专门适用于叶片疲劳—蠕变试验的基于机电伺服加载系统的疲劳蠕变综合试验器。 展开更多
关键词 涡轮叶片 疲劳蠕变寿命 试验技术 航空发动机 载荷谱 模拟试验件
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涡轮叶片高温多轴低周疲劳/蠕变寿命研究 被引量：12
7
作者 彭立强 王健 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期1549-1555,共7页
针对航空发动机涡轮转子叶片工作环境,对Manson-Coffin多轴疲劳预测方程和SWT(Smith-Waston-Topper)公式进行修正,同时采用尚德广多轴疲劳损伤参量,给出涡轮叶片新的疲劳寿命预测方法,以适应涡轮叶片高温变幅非比例加载下疲劳损伤情况.... 针对航空发动机涡轮转子叶片工作环境,对Manson-Coffin多轴疲劳预测方程和SWT(Smith-Waston-Topper)公式进行修正,同时采用尚德广多轴疲劳损伤参量,给出涡轮叶片新的疲劳寿命预测方法,以适应涡轮叶片高温变幅非比例加载下疲劳损伤情况.通过算例计算了某涡轮叶片疲劳寿命及1000 h的总损伤,与叶片实际疲劳破坏相吻合,验证该高温多轴疲劳损伤计算模型的合理性和可行性. 展开更多
关键词 涡轮叶片 高温多轴疲劳 蠕变 疲劳寿命 非比例加载
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航空发动机叶片疲劳断裂研究领域与方法概述 被引量：12
8
作者 赵萍 何清华 杨治国 《航空发动机》 2009年第3期58-61,4,共5页
综述了航空发动机叶片疲劳断裂过程中的疲劳寿命、疲劳寿命预测、裂纹扩展、应力强度因子等领域的研究现状,概述了相关的主要研究方法。
关键词 航空发动机 叶片断裂 疲劳寿命 扩展机制 应力强度因子
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偏航、变桨轴承疲劳寿命的计算 被引量：11
9
作者 陆雪忠 毛月新 《轴承》 北大核心 2011年第4期14-15,共2页
计算了偏航、变桨轴承在轴向力、径向力和倾覆力矩共同作用下的最大钢球载荷,并根据Hertz接触理论计算了钢球组载荷分布的轴向和径向分量,将两者合成得到了钢球组的实际载荷分布,根据Lundberg-Palmgren理论,计算了内、外圈沟道的当量动... 计算了偏航、变桨轴承在轴向力、径向力和倾覆力矩共同作用下的最大钢球载荷,并根据Hertz接触理论计算了钢球组载荷分布的轴向和径向分量,将两者合成得到了钢球组的实际载荷分布,根据Lundberg-Palmgren理论,计算了内、外圈沟道的当量动载荷和额定动载荷,通过计算偏航、变桨轴承内、外圈的疲劳寿命得到整个轴承的疲劳寿命。 展开更多
关键词 偏航轴承 变桨轴承 载荷分布 疲劳寿命
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基于Ansys与nCode联合仿真的风力机叶片疲劳分析 被引量：10
10
作者 蔡新 常鹏举 +1 位作者 郭兴文 林世发 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期1342-1346,共5页
为了研究风力机叶片疲劳破坏问题,文章建立了某1.5 MW商用叶片模型,通过Ansys与nCode软件联合仿真,对其进行了疲劳寿命分析。为进一步研究叶片疲劳损伤规律,对叶片在各个疲劳载荷工况下的损伤进行了分析,结果表明:疲劳损伤主要位于叶根... 为了研究风力机叶片疲劳破坏问题,文章建立了某1.5 MW商用叶片模型,通过Ansys与nCode软件联合仿真,对其进行了疲劳寿命分析。为进一步研究叶片疲劳损伤规律,对叶片在各个疲劳载荷工况下的损伤进行了分析,结果表明:疲劳损伤主要位于叶根前缘和前缘与主梁连接处,并且主要出现在风速较大、发生次数较多、纵向湍流强度较强的工况;叶片总体疲劳寿命约为24.5 a,满足疲劳强度设计要求。 展开更多
关键词 风力机叶片 有限元分析 nCode S-N曲线 疲劳寿命
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烟气轮机叶片应力分析与寿命评估方法评述 被引量：8
11
作者 陈福来 帅健 丁克勤 《石油化工设备》 CAS 2006年第1期56-59,63,共5页
烟气轮机是炼油厂催化裂化装置的关键设备,合理预测叶片疲劳寿命是保障烟机安全运行的有效手段。从力学建模和边界条件两个方面简要阐述了叶片的应力分析方法,并系统分析了影响烟机叶片疲劳寿命的主要因素,提出了利用改进的局部应力应... 烟气轮机是炼油厂催化裂化装置的关键设备,合理预测叶片疲劳寿命是保障烟机安全运行的有效手段。从力学建模和边界条件两个方面简要阐述了叶片的应力分析方法,并系统分析了影响烟机叶片疲劳寿命的主要因素,提出了利用改进的局部应力应变法进行叶片寿命预测的合理性和叶片疲劳寿命的评估方法。 展开更多
关键词 烟气轮机 叶片 应力分析 疲劳寿命 局部应力应变法
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航空发动机涡轮叶片多物理场探究及寿命分析 被引量：8
12
作者 王文瑞 王帅 +1 位作者 张佳明 王刚 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2018年第12期5-9,14,共6页
通过理论分析和数值模拟的方法,得出DD6合金涡轮叶片在10 000 r/min、30 000 r/min、50 000 r/min时,最大应力、温度、应变、总变形逐渐增大,最小寿命满足要求。
关键词 航空发动机 涡轮叶片 有限元软件 动态强度 疲劳寿命
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转子叶片的外物损伤及疲劳寿命试验研究 被引量：6
13
作者 周胜田 罗荣梅 黄宝宗 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2007年第3期357-359,共3页
为了研究外物损伤(FOD)对叶片疲劳寿命的影响,用能量等效落锤冲击钛合金TC4(Ti-12Al-4A)板试件侧边,模拟转子叶片进气边受到小硬物颗粒冲击时引起的外物损伤,观测冲击后产生的缺口变形特点及缺口尺寸与冲击能量的关系,试验结果表明:冲... 为了研究外物损伤(FOD)对叶片疲劳寿命的影响,用能量等效落锤冲击钛合金TC4(Ti-12Al-4A)板试件侧边,模拟转子叶片进气边受到小硬物颗粒冲击时引起的外物损伤,观测冲击后产生的缺口变形特点及缺口尺寸与冲击能量的关系,试验结果表明:冲击产生的缺口深度,随冲击能量的增大而增加,成非线性关系。在不同循环应力下,对外物损伤试件进行了脉动循环应力疲劳试验,试验结果指出,进气边的FOD显著降低叶片的疲劳寿命,损伤试件寿命与无损情况寿命的比值随循环应力的提高而增大;存在与FOD对应的循环应力极限,当工作应力较低时可以不考虑冲击损伤的影响。 展开更多
关键词 钛合金叶片 外物损伤(FOD) 疲劳寿命 冲击 能量等效
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考虑耦合损伤的燃气轮机叶片材料高低周复合疲劳寿命研究 被引量：6
14
作者 李洪松 刘永葆 +1 位作者 贺星 殷望添 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期1-7,共7页
燃气轮机叶片在实际工作过程中,受到高低周载荷共同作用而易发生疲劳失效。针对高低周复合疲劳损伤演化和寿命预测比较复杂这一问题,考虑高低周载荷叠加形成的耦合损伤,建立了一种新的高低周复合疲劳寿命预测模型,在此基础之上,引入弱... 燃气轮机叶片在实际工作过程中,受到高低周载荷共同作用而易发生疲劳失效。针对高低周复合疲劳损伤演化和寿命预测比较复杂这一问题,考虑高低周载荷叠加形成的耦合损伤,建立了一种新的高低周复合疲劳寿命预测模型,在此基础之上,引入弱化函数描述某些低幅高周载荷对复合损伤的弱化作用,建立了具有低载强化寿命效应的高低周复合疲劳寿命预测模型。通过试验数据的验证分析并和Miner模型、Zhu模型的预测结果进行对比,建立的高低周复合疲劳寿命预测新模型的适用性和准确性较高,为叶片完整性设计、损伤分析和寿命预测奠定基础。 展开更多
关键词 燃气轮机 叶片 高低周复合载荷 耦合损伤 低载强化 疲劳寿命
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叶片参数对旋涡风机性能的影响 被引量：6
15
作者 韩惠君 左曙光 《流体机械》 CSCD 北大核心 2012年第7期15-19,14,共6页
应用动量交换理论以及由此推导出的数学模型预测了旋涡风机的性能,包括压头系数、水力效率。此外,还分析了不同叶片厚度和叶片数目对旋涡风机性能的影响。计算结果与文献中实验结果相符。通过此分析,给出了一个最优叶片数目。本文使用An... 应用动量交换理论以及由此推导出的数学模型预测了旋涡风机的性能,包括压头系数、水力效率。此外,还分析了不同叶片厚度和叶片数目对旋涡风机性能的影响。计算结果与文献中实验结果相符。通过此分析,给出了一个最优叶片数目。本文使用Ansys Workbench工具对不同厚度的叶片进行了疲劳分析,提供了可以减轻风机质量并保证机械性能的合理叶片厚度范围。这些结果为未来旋涡风机的设计提供了合理的依据。 展开更多
关键词 旋涡风机 性能 叶片厚度 叶片数目 疲劳寿命
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某型发动机Ⅰ级涡轮工作叶片低周疲劳寿命研究 被引量：3
16
作者 侯贵仓 余振华 李权 《燃气涡轮试验与研究》 2002年第4期25-28,共4页
为了排除某型发动机一级涡轮工作叶片断裂的故障 ,对现役的同类型叶片采用了“加严无损探伤”的方法 ,筛选掉有缺陷叶片 ;为了验证该方法的可行性和确定合格叶片的安全寿命 ,分别对合格和不合格 (有缺陷 )叶片进行了高温低周疲劳试验研... 为了排除某型发动机一级涡轮工作叶片断裂的故障 ,对现役的同类型叶片采用了“加严无损探伤”的方法 ,筛选掉有缺陷叶片 ;为了验证该方法的可行性和确定合格叶片的安全寿命 ,分别对合格和不合格 (有缺陷 )叶片进行了高温低周疲劳试验研究。在进行试验数据处理时分别使用了最小二乘法和极大似然法对威布尔参数 β、η进行了计算。根据 β、η两个参数 ,计算了合格和不合格叶片在故障概率为 0 .1%时的安全寿命值。 展开更多
关键词 涡轮叶片 疲劳寿命 疲劳试验 威布尔 发动机
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撕碎机刀片的疲劳寿命分析 被引量：2
17
作者 徐志鹏 《科学技术创新》 2023年第4期10-13,共4页
针对撕碎机刀片工作过程中疲劳寿命计算问题,利用Workbench建立撕碎机刀片物理模型,通过仿真得出的撕碎机刀片应力应变云图,发现了撕碎机刀刃处的应力集中区域。而后,采用Goodman理论修正平均应力,并对撕碎机刀片施加随机载荷,得到撕碎... 针对撕碎机刀片工作过程中疲劳寿命计算问题,利用Workbench建立撕碎机刀片物理模型,通过仿真得出的撕碎机刀片应力应变云图,发现了撕碎机刀刃处的应力集中区域。而后,采用Goodman理论修正平均应力,并对撕碎机刀片施加随机载荷,得到撕碎机刀片的疲劳敏感性图。依据高周疲劳的寿命分析方法,建立三参数P-S-N模型,通过查表确定该曲线的参数,得到不同存活率P下的S-N曲线。并利用得到的P-S-N曲线,建立基于Miner理论的疲劳累积损伤模型,根据有限元仿真得到的安全应力变化幅度,设计满足寿命要求的载荷谱模拟撕碎机刀片在实际工况下的疲劳损伤。通过数值求解,得出撕碎机刀片最大使用寿命为2.4618年,从而验证了所述研究方法在撕碎机刀片疲劳寿命分析上的有效性。 展开更多
关键词 撕碎机刀片 疲劳寿命 Miner理论 疲劳累积损伤
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某型发动机风扇叶片高低周复合疲劳特性的研究 被引量：5
18
作者 唐铃 尚柏林 +2 位作者 陈鹏飞 高星伟 尹志鹏 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期374-379,共6页
为了对某型发动机风扇叶片进行定寿工作,通过高低周复合疲劳试验,并对试验结果进行了统计分析,得到了该型叶片的疲劳特性曲线(S-N曲线、P-S-N曲线)。结果表明:当高周疲劳应力大于61.51 MPa时,该型叶片的S-N曲线满足二次函数规律,当小于6... 为了对某型发动机风扇叶片进行定寿工作,通过高低周复合疲劳试验,并对试验结果进行了统计分析,得到了该型叶片的疲劳特性曲线(S-N曲线、P-S-N曲线)。结果表明:当高周疲劳应力大于61.51 MPa时,该型叶片的S-N曲线满足二次函数规律,当小于61.51 MPa时,其高周次数达到了107以上,超过了一般金属材料的疲劳极限;在双对数坐标下,该叶片的S-N曲线为一次函数,满足线性规律;疲劳寿命在高应力水平下分散性较小,在低应力水平下分散性较大;该型叶片中值寿命(50%存活率)约为安全寿命(99.99%存活率)的2.5至5倍。 展开更多
关键词 高低周复合疲劳 风扇叶片 有限元分析 疲劳特性曲线 疲劳寿命
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航空发动机涡轮叶片疲劳寿命预测和可靠性分析
19
作者 马雄 李翠 杨飘 《科学技术创新》 2024年第2期209-212,共4页
针对航空发动机涡轮叶片未及时检修发生疲劳破坏造成发动机故障问题,本文对航空发动机涡轮叶片做结构可靠性分析,从而进行故障风险评估以及优化涡轮叶片的巡检时间。以我国航空发动机常用的涡轮叶片材料——GH4033作为研究对象,利用应力... 针对航空发动机涡轮叶片未及时检修发生疲劳破坏造成发动机故障问题,本文对航空发动机涡轮叶片做结构可靠性分析,从而进行故障风险评估以及优化涡轮叶片的巡检时间。以我国航空发动机常用的涡轮叶片材料——GH4033作为研究对象,利用应力-强度干涉模型,结合GH4033材料疲劳试验数据,基于P-S-N曲线对涡轮叶片寿命进行预测。同时,在应力参数和安全系数K已知,强度参数未知时,对强度参数作了极大似然估计。结果表明,极大似然估计值接近真实值。 展开更多
关键词 涡轮叶片 疲劳寿命 可靠性分析 极大似然估计
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风力发电机叶片的疲劳特性测试 被引量：6
20
作者 刘攀锋 张永明 张全成 《理化检验（物理分册）》 CAS 2014年第9期643-647,共5页
以1.5MW水平轴风力发电机的叶片作为研究对象,通过测试叶片材料的S-N曲线,分析叶片根部的载荷谱,采用Miner疲劳累计理论对叶片的疲劳寿命进行分析评估,探索大型风电机组叶片的疲劳特性,评价叶片设计是否符合要求。结果表明:叶片挥舞方... 以1.5MW水平轴风力发电机的叶片作为研究对象,通过测试叶片材料的S-N曲线,分析叶片根部的载荷谱,采用Miner疲劳累计理论对叶片的疲劳寿命进行分析评估,探索大型风电机组叶片的疲劳特性,评价叶片设计是否符合要求。结果表明:叶片挥舞方向为风力发电机组的主要损伤方向。 展开更多
关键词 风力发电机 叶片 疲劳寿命
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