基于内肋结构的大型风力机叶片轻量化设计.docx

基于内肋结构的大型风力机叶片轻量化设计

目录

一、内容简述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1风能开发利用现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.2大型风力机叶片轻量化的重要性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

2.1国外研究进展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

2.2国内研究进展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

二、内肋结构概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

内肋结构基本概念．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

1.1内肋结构定义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

1.2内肋结构类型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

内肋结构在风力机叶片中的应用优势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

2.1结构强度提升．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

2.2质量减轻效果．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

三、大型风力机叶片轻量化设计理论基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

材料力学基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

1.1应力与应变分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

1.2材料性能参数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

结构优化理论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

2.1拓扑优化方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

2.2尺寸优化策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

四、基于内肋结构的大型风力机叶片轻量化设计方案．．．．．．．．．．．．26

设计目标与约束条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

1.1目标设定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

1.2约束条件分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

内肋结构布局设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

2.1初步布局方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

2.2布局优化方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

材料选择与搭配．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

3.1各区域材料需求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

3.2材料组合方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

五、仿真分析与验证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

有限元模型建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

1.1几何建模．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

1.2网格划分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

工况设置与结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

2.1不同工况设定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

2.2结果对比与评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．