复合材料风机叶片发展现状及成型工艺进展
2023年国内风机叶片行业市场发展分析

3. 风机叶片智能化
随着智能科技的发展,风机叶片也逐渐智能化。传感器、控制器和通讯技术的引入,使得叶片能够实时获取风速、风向等环境信 息,并根据情况自主调节叶片角度和活动位置,以更好地适应风能资源的变化。智能化的叶片还可以通过自我诊断和预警功能, 实现对叶片健康状况的监测和管理,提高风机的可靠性和维护效率。
Upgrading of domestic fan blade technology
市场需求驱动技术升级
1. 市场需求的增长
目前,国内风机叶片行业市场呈现出强劲的增长势头。根据数据显示,中国风电行业增 长迅猛,每年新增装机容量超过10GW,预计到2025年,总装机容量将超过三百万千瓦。 这将为风机叶片行业提供巨大的市场需求,推动其持续发展。
2. 技术升级的驱动力
市场需求的持续增长促使风机叶片行业进行技术升级。目前,随着风力发电技术的不断 成熟,对风机叶片的性能要求也在不断提高。例如,目前市场上的大型风机叶片长度已 经超过70米,相比于过去的叶片长度,增长了近一倍。这就需要风机叶片行业不断提高 制造工艺和材料技术,以满足更长叶片的需求。
3. 政策支持
政府逐渐增加对新能源产业的支持力度,特别是风能行业。国内政策鼓励风机叶片产业的发展,通过减少税收、提供补贴等手段,进一步推动行 业的发展。
4. 国内市场需求
随着环保意识的提高和能源结构调整的推进,国内对风能的需求不断增长。据统计,2019年国内风机装机容量达到xx万千瓦,预计到2025年将 增长至xx万千瓦。
我国风电叶片市场发展态势分析

我国风电叶片市场发展态势分析
我国风电叶片市场运行综况
1、风电叶片材料技术趋于多样化
在我国风电起步时,欧洲有两家设计公司进入我国风电设计市场,根据国内陆上风场的现状,超长预弯形叶片成为发展主流。
之后,沈阳大学风机所、解放军空气动力中心、中科宇能等积极参与了叶片设计市场。
在高性能玻璃纤维开发中,OCV 公司为我国风电叶片不仅提供了高强高模量玻璃纤维,而且在一体化材料设计服务中,引领了我国叶片市场。
国内三大玻纤--- 重庆国际、山东泰山、巨石玻纤等也研发了高性能玻纤,常州宏发纵横还在碳纤维预浸料方面投入研发,以适应叶片市场的创新需求。
中投顾问发布的《2016-2020 年中国风电叶片市场投资分析及前景预测报告》资料显示:我国风电行业起步于上世纪80 年代,叶片的发展经历了一个从无到有、由引进到自主研发的过程,叶片材料技术从单一趋向多样化、复杂化。
近些年来,大型风机的叶片基本上由各种复合材料制成。
我国风电行业已初步形成设计、制造、选材、装备、标准、检测、认证等一体化,在开发大型海上风电叶片和陆上低风速高强度预弯型大型叶片方面取得了较大进展和技术突破。
到2014 年底,我国累计风电装机量已近1 亿千瓦,按每台风机2.5 兆瓦测算,国内现有约3.6 万多台风机,而按每台风机用复合材料(包括叶
片、机仓罩等)总量28 吨计算,共约用复合材料100 多万吨。
其中,环氧树脂和不饱和树脂约为50 万吨,高性能玻璃纤维和E 玻璃纤维约为60 万吨,还有大量的结构泡沫材料。
风机的生产制造新工艺

风机的生产制造新工艺风机在现代工业生产中起着至关重要的作用,广泛应用于工厂、矿山、建筑等领域。
随着科技的不断发展,人们对风机的生产制造也提出了更高的要求。
为了满足市场需求,提高产品性能和品质,风机制造企业不断探索新的工艺和技术。
本文将就风机的生产制造新工艺展开深入研究。
一、风机生产制造的现状及存在问题风机是通过旋转叶片驱动风来实现气流输送和杂质排除的机械设备,广泛应用于通风换气、空气净化等领域。
然而,当前风机生产制造存在一些问题:传统制造工艺复杂、生产效率低下、产品质量不稳定等。
这些问题给风机行业的发展带来了阻碍,亟需引入新的生产制造技术。
二、风机生产制造新工艺的发展趋势随着信息技术和智能制造的快速发展,风机生产制造也朝着智能化、自动化的方向发展。
新型材料的应用、数字化设计与制造、大数据分析等技术将逐渐应用到风机生产制造中。
这些新技术的引入将极大地提高风机的生产效率和产品品质,推动风机行业向更高水平发展。
三、数字化设计与制造在风机生产中的应用数字化设计与制造是指利用计算机辅助设计软件化加工设备进行产品设计和制造。
在风机生产中,数字化设计可以通过虚拟仿真的方式对风机进行优化设计,提高风机的效率和性能;数字化制造则可以实现风机零部件的精密加工,提高生产效率和产品质量,减少生产成本。
四、材料科学在风机生产中的应用材料是风机的基础,材料的选择和应用直接影响风机的使用寿命和性能。
随着新型材料的不断涌现,如碳纤维复合材料、陶瓷材料等,风机的结构强度和耐磨性得到了极大提高。
这些新材料的应用为风机的轻量化、高效化提供了可能,也为风机的生产制造带来了新的挑战和机遇。
五、智能化生产在风机制造业中的应用智能化生产是指利用人工智能、物联网、机器人等技术对生产过程进行智能化管理和控制的生产模式。
在风机制造业中,智能化生产可以实现生产计划的智能化调度、生产车间的自动化管理、生产设备的智能化控制等,提高生产效率,降低生产成本,提升产品品质。
大型碳纤维复合材料风机叶片成型工艺与发展

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马祥林 , : 等 大型碳纤维复合材料风机叶片成 型工艺 与发展
碳纤 维 的刚度 是 玻 璃 纤 维 的 3倍 , 成 的 复 合 制 材料 是玻 璃 钢 的 2倍 , 且碳 纤 维 增 强 叶片 的质 量 比 纯玻纤 的轻 约 3 % 。特 别 是 制 造 承 载 能 力 高 的 大 2 型 叶片时 , 强度 和 刚度要 求 较 高 的部 位 ( 如翼 缘 ) 必
须使 用碳 纤维 作增 强材 料 。碳纤 维 的导 电性还 可 有
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目前 , 电领 域 纤 维 复合 材 料成 型 工艺 主 要包 风 括 :1 传 统工 艺 , 手 糊 、 绕 、 () 如 缠 热压 罐 、 挤 ;2 拉 () 预成 型工 艺 , 如树脂 转 移模 塑 R M、 空辅 助 V R T 真 A . T 树 脂渗 透 R I树脂 注入 S RMP ( ) M、 F、 C I ;3 其它 成 型
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复合材料在风机叶片中的应用及能力认可现状

摘要本文简述了风机叶片用复合材料中不同纤维增强复合材料的优缺点,以及未来增强体和基体应用的发展趋势,同时总结了CNAS认可的风机叶片以及叶片中材料性能检测的认可现状。
认为碳纤维和玻璃纤维的混杂纤维、高性能纤维等增强体,以及聚氨酯树脂、热塑性树脂或可回收树脂等基体是未来风机叶片用复合材料的研究方向;同时通过总结分析风机叶片检测实验室在认可过程中的常见问题,为后续相关实验室认可提供了关注点。
风能是可再生的清洁能源,风力发电作为一种优质的发电方式,能够有效改善电力行业对石油、煤炭等不可再生能源的依赖,对于生态环境保护和适应时代发展具有重要的意义。
风力发电非常环保,且风能蕴量巨大,因此日益受到世界各国的重视。
根据国家能源局的统计数据显示,截止到2023年7月底我国风电装机容量约3.9亿kW,同比增长14.3%。
随着风机单机容量的不断扩大,风机叶片的长度也要求不断增加。
风力机叶片作为风能发电机中的核心部件,其良好的设计、可靠的质量和优越的性能是保证机组正常运行的重要因素。
叶片在工作中要承受多种外部环境的影响,因此要求叶片材质具有良好的强度、刚度和韧性以及抗风沙、抗冲击、耐腐蚀等性能。
目前,纤维增强复合材料在风力机叶片上得到了广泛的应用,其质量轻、强度高、耐久性好,已成为大型风力发电机叶片的首选材料。
1玻璃钢复合材料玻璃纤维增强热固性树脂复合材料,俗称玻璃钢,是一种以玻璃纤维或其制品为增强体,以热固性树脂为基体,并通过一定的成型工艺复合成的材料。
玻璃钢具有成本低、强度高、重量轻、耐腐蚀、易加工等特点,被广泛应用于风力发电机叶片的制造。
常见的玻璃纤维分为E型和S型,E型玻璃纤维也称无碱玻璃纤维,是一种硼硅酸盐玻璃,因其良好的电气绝缘性和机械性能,被大量用于生产玻璃钢。
S型玻璃纤维是一种特制的抗拉强度极高的硅酸铝-镁玻璃纤维,它的模量比E型玻璃纤维材料高出了18%;它的纤维拉伸强度为4600MPa,比E型玻璃纤维的3450MPa 增加了33%。
风电叶片复合材料专利发展态势分析

风电叶片复合材料专利发展态势分析风电叶片是风力发电机组中的核心部件之一,其性能直接影响着风力发电机组的发电效率和可靠性。
传统的风电叶片多采用金属材料制造,但随着复合材料技术的快速发展,越来越多的风电叶片开始采用复合材料制造,以提高叶片的轻量化、强度和耐久性等性能。
复合材料由两个或两个以上不同性质的材料组成,具有优异的物理、力学和化学性能,在航空航天、汽车、建筑和能源等领域得到广泛应用。
在风电叶片领域,复合材料的应用可以有效降低叶片的重量,提高叶片的刚度和强度,同时具有较好的耐腐蚀和抗疲劳性能,适应了风电叶片的特殊工作环境。
1.专利数量分析:通过统计风电叶片复合材料相关专利的数量,可以了解该技术的发展速度和趋势。
可以通过专利数据库进行检索,获取一定的时间段内风电叶片复合材料专利的数量情况,并分析其发展趋势。
若专利数量逐年递增,则表明该技术受到了广泛的关注和研究。
2.专利技术领域分析:风电叶片复合材料涉及多个技术领域,如材料研发、加工工艺、结构设计等。
通过分析专利的技术领域分布,可以了解到风电叶片复合材料研究的热点和重点所在,同时也可以看出不同领域之间的技术交叉和融合情况。
3.专利申请人分析:专利申请人的分析可以了解到不同公司、科研机构和个人在风电叶片复合材料领域的技术积累和创新能力。
通过分析专利申请人的数量和类型,可以判断相关企业和机构在该领域的发展优势和竞争态势。
5.国际比较分析:将国内外的风电叶片复合材料专利进行对比分析,可以了解到不同国家和地区在该领域的技术水平和发展趋势。
通过对国际专利的比较,可以为国内相关企业和机构提供技术参考和指导,促进技术创新和产业升级。
通过以上几个方面的分析,可以全面了解风电叶片复合材料专利的发展态势,为相关企业、机构和研究人员提供技术参考和决策支持,推动风电叶片复合材料技术的进一步发展和应用。
树脂基复合材料的应用现状与发展趋势

2. 1 能源工业
树脂基复合材料具有耐酸、耐碱、耐有机溶剂、 耐油等优异的耐腐蚀性能,因此在煤矿生产及石 油的开采、运输、储备中得到非常广泛的应用。
2.2 建筑业
建筑工业在国民经济中占有很重要的地位,是 国民经济的支柱产业之一。随着社会的进步,人 们在房屋质量、居住条件和娱乐设施等方面提出 越来越高的要求。
在建筑行业发展和使用树脂基复合材料,
对减轻建筑物自重、提高建筑物的使用功 能、改革建筑设计、加速施工进度、降低 造价以及提高经济效益等都十分有利,是 实现建筑现代化的必要条件。
在采暖通风、给水、排水及污水处理
工程中,已大量使用树脂基复合材料制品, 如冷却塔、管道、板材、栅板、风机、叶 片及整体成型的采暖通风制品,工程上应 用的中央空调系统中的通风厨、送风管、 排气管、防腐风机罩,以及各种规格的给 水玻璃钢管、高位水箱、化粪池、防腐及 污水处理设备等。
3.1 国外现状
据有关部门的统计,全世界树脂基复 合材料制品共有40000多种,全球仅纤维增 强复合材料产量目前达到750多万吨,从业 约45万人,年产值415亿欧元。其生产能力 与市场分布情况为: 北美32%,亚太地区 35%,欧洲30%,其他地区3%。从全球发展 趋势来看,近几年欧美复合材料生产均持 续增长,亚洲的日本发展缓慢,而中国特 别是中国内地的市场发展迅速。
树脂基复合材料(Resin Matrix Composite)也称 纤维增强塑料(Fiber Reinforced Plastics)。目前,随 着复合材料工业的迅速发展,树脂基复合材料正 凭借它本身固有的轻质高强、成型方便、不易腐 蚀、质感美观等优点,越来越受到人们的青睐.
1 树脂基复合材料的优良性能
2.3 汽车工业
当今汽车工业的主体技术正步入转型 换代的新时期,轻量化、智能对材料提出了更高的要求,优质汽 车材料是汽车工业技术创新的重要内容和 物质基础。
国内外风电叶片技术现状与发展

国内外风电叶片技术现状与发展一、叶片朝大型化、轻量化、高效率方向发展二、可选择的复合材料原材料品种多样1、叶片用树脂基体1)不饱和聚酯树脂工艺性良好,价格低,在中小型叶片的生产中占有绝对优势,但固化时收缩率大,放热剧烈,成型时有一定的气味和毒性。
2)环氧树脂具有良好的力学性能,耐化学腐蚀性能和尺寸稳定性,是目前大型风电叶片的首选树脂,缺点是成本较高。
3)乙烯基树脂性能介于二者之间,目前在大型叶片中应用较少,随着各厂家对成本的要求越来越高,乙烯基树脂可能会进入兆瓦级叶片的选材。
2、叶片用增强材料3、碳纤维材料在大型叶片中具有较好的应用前景采用碳纤维,可增加叶片临界长度,提高叶片刚度,减轻叶片重量。
研究也表明,添加碳纤维所制得的风机叶片质量比玻璃纤维的轻约30%,以目前的成本估算,成本增加可控制在3 0%以内。
4、碳纤维在叶片中应用的主要部位碳纤维在风电叶片中应用实例公司产品技术状态Gamesa GAMESA在其直径为87米、90米叶轮的叶片制造中包含了碳纤维。
LM 61.5米叶片采用了玻纤/碳纤维混杂复合材料结构,在横梁和翼缘等要求较高的部位使用碳纤维作为增强材料,单片叶片质量达17.7 t。
Vestas VESTAS V-90型风力机3.0MW叶片长44m,其样品试验采用了碳纤维制造。
Vestas为V903.OMW机型配套的44m系列叶片主梁上使用了碳纤维,叶片自重只有6t,与V802MW,39m叶片自重一样。
GE 7MW GE公司的7MW机组研发,将使用碳纤维NEG Micon 40m叶片40米的叶片中采用了碳纤维增强环氧树脂Nordex Rotor 44m叶片56m叶片44 m长CFRP叶片质量为9.6t, 可用于2.5 MW的风电机组。
此外,还开发了56 m长的CFRP叶片,他们认为叶片超过一定尺寸后,碳纤维叶片的制作成本并不比玻纤的高。
Repower 5MW叶片转轮直径126米,该叶片由碳纤和玻纤混杂而成,单个叶片重量达18吨,可用于海上及陆地使用。
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复合材料风机叶片发展现状及成型工艺进展作者:董锋岩作者单位:武汉理工大学材料科学与工程学院,武汉 4300701.期刊论文张春丽.黄争鸣.董国华.ZHANG Chunli.HUANG Zhengming.DONG Guohua基于非线性本构关系的复合材料风机叶片有限元极限分析与设计-复合材料学报2007,24(2)为了研究具有三维复杂构形的复合材料风机叶片的逐次破坏过程和极限承载能力,将复合材料细观力学非线性本构理论桥联模型与有限元软件ABAQUS通过用户子程序UGENS结合起来对风力发电机叶片结构进行极限强度分析.只需提供纤维和基体的材料性能参数、纤维体积含量以及蒙皮和增强筋的铺层数据包括铺设角、层厚和铺层数,就可预报出复合材料复杂叶片结构的整体承载能力以及叶片破坏所处的位置,为正确评估和合理设计风机叶片结构提供了一种简便有效的分析方法.以一种20 kW风机叶片为例,用此方法实现了新型复合材料叶片结构的极限分析和合理设计,提高了叶片的强度和刚度,有效降低了叶片的重量.本文中的方法同样适用于其它复合材料复杂结构的极限分析与强度设计.2.会议论文陈淳.丁尚宗.王欣复合材料风机叶片发展趋势2006风机叶片具有尺寸大外形复杂精度要求高、对强度和刚度要求高、表面粗糙度要求高、要求质量分布均匀性好等特点.采用复合材料制造风机叶片可以充分利用复合材料的可设计性,对叶片的强度测度、固有频率等基本参数迸行优化设计.对于复杂的外形和表面要求,利用复合材料可以制作出形状复杂、轻质高强的叶片,而且维修性好、周期短、可以现场施工.由于复合材料具有疲劳强度高、缺口敏感性低、内部阻尼大、耐候性优良的特点,用于风机叶片制造可以取得优异的综合性能.本文主要介绍了国内外复合材料风机叶片的发展现状及趋势.3.学位论文张春丽复合材料风力机叶片结构设计2007叶片是风力机最重要的部件之一也是受力最为复杂的部件。
设计良好的叶片是风力机获得较高风能利用系数和较大经济效益的基础。
从风机叶片的工作特性考虑,结合复合材料强度高、密度小、耐腐蚀等优点,纤维增强复合材料也就成为叶片的主要材料的不二之选。
对于复合材料风机叶片的设计,就需要有强大的理论支撑,以保证结构设计的可行性、合理性及经济性。
本文采用桥联模型理论,充分考虑基体材料非线性特性对结构强度所带来的影响,并将桥联模型与有限元软件结合起来,对这种一次成型技术生产的具有三维复杂构形的复合材料风机叶片的逐次破坏过程和极限承载能力进行了分析,计算和模拟。
在计算过程中只需提供纤维和基体的材料性能参数、纤维体积含量以及蒙皮和增强筋的铺层数据包括铺设角、层厚和铺层数,就可预报出复合材料复杂叶片结构的整体承载能力以及叶片破坏所处的位置,为正确评估和合理设计风机叶片结构提供了一种简便有效的分析方法。
对这种确定的铺层设计方案的叶片进行了全面的分析验算。
本文通过对20KW和660KW的风机叶片做了详细的铺层设计方案比较,并对这两种不同功率叶片进行了详细的强度分析、刚度分析、极限承载能力计算、破坏分析、固有频率计算以及稳定性分析。
同时对大型的风机叶片如660KW做了两种结构设计方案:空心结构和加泡沫芯结构。
对这两种结构进行了强度、刚度、固有频率计算和稳定性分析,同时采用NREL开发的专门计算复合材料叶片结构性能的免费开放源码程序Precomp计算出这两种结构叶片各个截面上的单位叶长质量、挥舞刚度、摆振刚度、扭转刚度和拉伸刚度等反映叶片结构性能的力学参数。
通过这些力学参数的对比,以此来比较空心结构和泡沫芯结构的优劣性。
用此方法实现了新型复合材料叶片结构的极限分析和合理设计,提高了叶片的强度和刚度,有效降低了叶片的重量。
同时也对复合材料叶片的结构设计起到了良好的指导作用。
文中的方法同样适用于其它复合材料复杂结构的极限分析与强度设计。
4.会议论文李杰可供中国大型航空发动机借鉴的新技术-后掠大流量宽弦复合材料风扇叶片2007风扇叶片是涡扇发动机最具代表性的重要零件,涡扇发动机的性能与它的发展密切相关.初期的风扇叶片材料为钛合金,具有实心、窄弦、带阻尼凸台结构.现今,风扇叶片在材料、结构方面已改进了许多.应用复合材料技术,美国GE公司为GE90系列发动机研发了一种比以往任何风扇叶片都轻并更高效的风扇叶片.后掠大流量宽弦复合材料风扇叶片就是应现代涡轮风扇发动机发展需要,由美国GE公司研发并应用于GE90和GEnx系列发动机上的一项新技术.这应是一项可供中国航空工业设计研发新一代大型航空发动机借鉴的新技术.本文就此对后掠大流量宽弦复合材料风扇叶片的材料和工艺进行了简单扼要的介绍和分析期望对航空业界相关人士能有所启迪.5.会议论文陈余岳.姚辉.李波1MW变速恒频风力机复合材料叶片设计20041MW风力机组研制是国家"十五""863"项目.我们承担了玻璃钢叶片设计.玻璃钢叶片是风力组的关键部件之一.我们按照国家风力机组风轮叶片标准,制度了叶片设计的荷载工况、荷载局部安全系数与材料局部安全系数,并根据标准的要求进行了叶片荷载计算、强度与变形计算、疲劳分析、频率计算和屈曲稳定计算.叶片设计表明,叶片的结构性能满足机组的技术要求.6.期刊论文戴春晖.刘钧.曾竟成.边力平.DAI Chun-hui.LIU Jun.ZENG Jing-cheng.BIAN Li-ping复合材料风电叶片的发展现状及若干问题的对策-玻璃钢/复合材料2008,""(1)综叙复合材料在风力发电机转子叶片上的应用及生产现状,介绍现有复合材料风电叶片的结构、材料体系、生产工艺及发展方向等,针对目前大型风电叶片生产过程中遇到的一些问题提出解决方案或构想.可以预见,随着叶片的日益大型化,内置热源的大型复合材料组合模具、改进的真空导入树脂模塑法及可回收利用的热塑性叶片可能是今后风电叶片的主要发展方向.7.学位论文费金凡复合材料风力叶片结构的有限元分析2009复合材料风力机叶片结构设计与分析方法的研究一直是社会各界研究的热点之一,对推进绿色资源的有效利用具有非常重要的意义。
本文所做工作如下:1)了解了风力叶片气动设计基本原理,重点了解了叶片基本理论、叶片基本概念以及叶片气动参数计算公式等。
2)对叶片进行了结构研究与分析,具体分析了叶片的结构形式、叶片所受载荷形式、载荷工况设计以及叶片材料铺层设计等内容。
3)以总长25m的风力叶片为例,采用机翼设计软件Profili先得到翼型型值点坐标(x,y),后通过坐标转换的方式,利用Matlab计算得到翼型上点的空间坐标值(x',y',z),最后在CAD软件Pro/E建立了叶片的实体模型并将实体模型导入有限元分析软件ANSYS中,建立叶片有限元模型。
该方法可为扭曲叶片建模提供新思路。
4)运用FLUENT软件对叶片表面风压进行了数值模拟,并导出各点的风压值以及与其对应的点的坐标值。
采用多项式曲线拟合的方式在Matlab中得到风压与点的坐标之间的函数关系式。
最后采用编写命令流的形式将风压加载在叶片有限元模型上,为后续的有限元计算打好基础。
5)叶片结构静强度有限元分析。
在ANSYS中计算叶片在两种不利工况下的位移、应变以及各结构层强度比。
并根据相关标准对叶片的强度和刚度进行了校核,以此检验所设计的叶片是否满足强度设计要求。
6)叶片稳定性有限元分析,在ANSYS中计算叶片两种不利工况下的稳定安全系数以及屈曲失稳模态。
旨在判断叶片受不利载荷作用时是否会发生失稳以及失稳的形式。
7)叶片动力特性有限元分析。
建立了叶片自由振动方程,采用有限元分析软件ANSYS计算了叶片在自由振动时的十阶频率,并研究了叶片的十阶振动形式。
以上所做的工作,目的是希望寻找一种研究风力叶片结构特性的新方法,为以后的风力机叶片设计与研究提供一种新途径和参考。
8.期刊论文陈绍杰.申振华.徐鹤山.CHEN Shao-jie.SHEN Zhen-hua.XU He-shan复合材料与风力机叶片-可再生能源2008,26(2)叶片是风力发电设备的关键部件,随着风机容量的大型化,风机叶片也向轻量化、低成本和高性能化发展.阐述了风力机叶片技术的研发趋势,介绍了复合材料叶片设计、材料、制造、试验分析和验证等相关技术,给出了碳纤维在叶片上应用的现状、发展前景和有关叶片的新技术,提出了发展风机叶片技术的相关建议.9.期刊论文陈绍杰.申振华.徐鹤山.CHEN Shao-jie.SHEN Zhen-hua.XU He-shan复合材料与风力机叶片-玻璃钢/复合材料2008,""(2)主要介绍风力机叶片研发的趋势以及复合材料叶片设计、分析、材料、制造和试验验证的相关技术,给出碳纤维在叶片上应用的现状和前景以及有关叶片的新兴技术,并提出发展我国叶片技术的相关建议.10.学位论文李成友风力发电机复合材料风轮叶片局部屈曲与静强度的有限元分析2008随着风力机单机容量的增大,对风力机叶片强度和稳定性提出了更高的要求。
本文研究了34米风力发电机组复合材料叶片的静强度和屈曲稳定性。
由于风机叶片几何外形和边界条件的复杂性,本文采用有限元分析的方法解决这一问题。
基于PATRAN平台,论文讨论了在风力发电机复合材料叶片建模过程中所遇到的一些问题,考察了单元类型、材料属性定义以及加载方式对风力发电机复合材料叶片有限元计算的影响。
对具有不同任务的有限元建模提出了建议。
利用有限元方法,文中对34米风力发电机复合材料叶片进行了系统的静力分析和屈曲稳定性分析。
得到了叶片整体结构的应力和应变分布规律。
利用蔡-吴(E.M.Wu) 失效准则和Hill-蔡 ( S.W.Tsai) 强度理论校核了几种主要承力结构材料的强度。
并且预测了叶片结构发生屈曲的几何模态、屈曲位置、应力分布规律和屈曲临界载荷。
最后,针对风力机叶片的铺层结构设计提出了三个改进方案。
从结构刚度和屈曲稳定性两个方面对三个新方案进行了计算分析,论证了这些方案的可行性,指出了增加结构刚度和屈曲稳定性的一条新途径。
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