复合材料风机叶片结构分析与铺层优化

本文将梁理论应用于风机叶片的结构分析,将叶片视为一个变截面的悬臂梁,对美国可再生能源国家实验室发布的叶片结构分析程序Precomp进行了二次开发,使其不仅能计算叶片截面的刚度,而且还可以计算叶片的固有频率以及极限荷载作用下的变形和应力。基于该程序,对叶片结构铺层进行了优化,提出了梯形截面主梁结构,并减少根部材料消耗。结果显示,优化铺层结构后的叶片重量不仅显著降低,而且不影响叶片的使用性能。

基于ANSYS10.0的大型风电叶片主梁的研究

叶片主梁是大型风电叶片结构设计和有限元分析的重要部分。基于ANSYS软件对叶片进行了有限元分析,在此基础上研究了碳/环氧复合材料主梁的铺层变化对叶片的影响。研究结果表明:主梁复合材料的合理铺设角度是15°;主梁复合材料的铺设角和铺设厚度对叶片的固有频率影响不大。

主桨叶大梁疲劳断裂断口定量分析研究

主桨叶大梁服役800 h多后发生断裂,当大梁裂纹穿透壁厚时,压力传感器无压差告警,引起后续大梁的持续扩展直至断裂。通过对大梁断口开展宏微观观察和断口定量分析,结合外场飞机载荷谱分析,给出大梁在不同阶段的扩展速率,并通过模拟桨叶裂纹扩展进行验证,获得主桨叶大梁的扩展寿命约为40个起落,萌生寿命为2097个起落,反推效果较好。通过断口定量给出的结果,弥补外场监测不到位的不足,为排故提供方向,为主桨叶大梁寿命评估和设制定检周期服务,可为大梁损伤容限进行评价,当裂纹穿透壁厚压力传感器告警后的损伤容限周期至少为10个起落。

风力发电机组叶片装配吊具的研制

研制一种支撑吊梁、简支吊梁一体式结构,并带有固定倾角装置的风力发电机组叶片装配吊具。此吊具使用一台起重吊车就能满足叶片的装配、装车、卸车和吊运,避免了需要两台起重吊车相互配合使用的弊端,能适应风力发电机组现场安装的恶劣环境。操作简单、方便,降低了装配难度,提高了工作效率和安全性。

某型直升机主桨叶大梁断裂故障分析

针对某型直升机桨叶疲劳断裂、压力传感器未报警故障,通过故障树分析法开展桨叶失效分析、压力信号器故障模式分析,在此基础上探明故障机理。宏、微观断口分析表明:剥落坑从大梁表面的非金属镶嵌物处起始,断口从疲劳剥落坑底部起源,具有明显高周疲劳断裂特征。能谱分析发现,大梁表面存在富Si、O镶嵌物。普查发现压力信号器存在手检功能正常、基准腔压力低的故障模式。综合分析认为,喷丸工艺参数不合理,大梁局部表面存在初始缺陷,在载荷作用下疲劳裂纹在缺陷部位萌生并扩展,大梁裂纹扩展贯穿至内腔时,大梁漏气压力下降,但压力信号器密封失效导致基准腔压力泄漏,告警功能丧失,桨叶监控安全机制失效,穿透裂纹沿大梁两侧方向扩展,23个起落后桨叶断裂。