基于T型連接的裝配式風電葉片結構分析與試驗研究.pdf

1、隨著能源短缺、環(huán)境污染等問題日益突出，風能作為一種清潔的可再生能源受到了越來越多的關注。近年來我國新增風電裝機容量已經位于世界第一。隨著風機功率逐步提高，相應的葉片也不斷增長。我國目前使用最為廣泛的兆瓦級風電機葉片長度一般超過40m，國外Vestas公司生產的V112-3.0MW風力發(fā)電機的葉片達到了55m。葉片長度的增長帶來葉片運輸上的困難與挑戰(zhàn)。以我國能源相對短缺的云貴川及湖南部分區(qū)域為例，風資源處于四類風區(qū)，年平均風速約6.0m/

2、s左右，必須使用長葉片來增加捕風能力。而這些區(qū)域的風場均處于高原或丘陵地區(qū)，為了葉片的運輸必須花巨資修建道路，而且運輸困難、風險高、運輸成本高。將大型風電機葉片進行分段制造和運輸，到現場后再進行裝配，是解決長葉片運輸難題的有效途徑。本文在此背景下，提出了基于T型連接的預應力裝配式風力發(fā)電機葉片的結構方案，在介紹裝配式葉片的基本結構的基礎上、開展了模型試驗以及有限元分析。
　　本文的具體介紹包括以下幾方面：
　?。?）首先，介

3、紹了裝配式風力發(fā)電機葉片的結構選型，提出了一種預應力裝配式風力發(fā)電機葉片的結構方案，本文提出的結構方案是基于T型連接將分段葉片裝配組裝在一起，重點介紹了裝配式風力發(fā)電機葉片的具體結構形式。
　?。?）其次，通過有限元軟件 ABAQUS，對本文提出的裝配式風力發(fā)電機葉片的結構形式，建立裝配式風力發(fā)電機葉片連接段的有限元模型，根據該類型葉片實際的受力，模擬出連接段在此受力情況下的應力水平，驗證了本文提出的裝配式風力發(fā)電機葉片的結構方案

4、的可行性。通過預應力的施加，保證了連接段在雙向彎矩的作用下始終保持受壓狀態(tài)，避免連接處玻璃纖維出現拉應力而出現開裂。
　?。?）然后，設計并制作了裝配式風力發(fā)電機葉片連接段中一個連接單元的模型試件，并進行了連接單元的拉伸試驗，得到了葉片連接單元各部件的應力情況，進一步驗證了裝配式風力發(fā)電機葉片結構方案的可行性。
　?。?）最后，通過有限元軟件ABAQUS建立連接段單元的有限元模型，模擬和拉伸試驗完全相同的受力情況，得到各部件