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非线性叶片部件屈曲分析

北极星风力发电网  来源:北极星风力发电网    2020/10/15 12:07:29  我要投稿  

北极星风力发电网讯:2020年10月14日,三一重能股份有限公司叶片所所长张敬德在2020北京国际风能大会暨展览会(CWP 2020)上发表了关于“非线性叶片部件屈曲分析”主题演讲。

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以下为发言实录:

中科彩票投注张敬德:今天分享的题目是非线性叶片部件的屈曲分析。汇报内容涉及到四个部分。第一,背景意义。第二,分析方法介绍。第三,数值计算这方面的工作。第四,利用数值的访问平台,后续有哪些工作可以继续改善,当然数值要进行一些物理实验的标定来提高叶片的可靠性。

首先讲一下部件试验与全尺寸叶片的试验关系,全尺寸叶片的试验,我们很清晰的测试到叶片的重量,包括我们静态过程中整体的劳动分布,通过试验可以测到极限承载力,验证完了之后做一些破坏性的实验,包括疲劳极限的实验,叶片部件的实验是选取某个部委,可以研究某个位置的极限承载能力,承载是可控的,重要的是重复性比较强。

根据叶片发展的趋势与新材料使用来看,新材料体系的应用,包括拉挤材料的使用,还有重工叶片的延长,用部件实验去验证和仿真都是非常好研发的手段。叶片生产容差与缺陷,缺陷是无处不在的,缺陷的一个合理评估,如何避免过度维修,还有验证修复可靠性,部件试验是合理的一个选择,比如纤维弯曲,结构胶缺失,气泡,宽度不足等等。现在比较通用的就是尾缘区试验,尾缘UD布铺设角度变化大,还有缺陷的问题、集合形状变化大,今天下午做的仿真也是针对尾缘区做的仿真。

数值仿真与物理试验的关系,物理试验可以是有限的去做,但是数值仿真可以无限制的去做,可以在数值中进行一个仿真和提高,然后再到仿真去验证。

中科彩票投注下面是非线性的分析方法,有限模型的准备,这一部分计算,大家通用的是后屈曲分析,还有就是用显式和隐式来做,隐性会带来很多问题,主要是不收敛的问题。下一部分做的数值仿真的一些工作,这个模型是全尺寸模型相对比较简单,我们做一个部件实验,研究尾原的受压之后抵抗屈曲的能力,再把它放大,这是宏观模型的展示,因为是关于尾缘这块的性能,腹板这块是壳单元,这是我们整个模型的特点,这是一个结果,对于加载之后的类型,这是最终结果的展示,是加载的约束条件,整个加载里程之后的卫星变化,因为是一个显示算法,在整个微载荷之间关系上有振动。上一个片子当中,因为是基于整体的形变,看不出接触来,所以我们来看接触了两面单元,一个来看结构,这样就比较清楚了,在这个过程中,在结构失效的过程中,内腔已经接触了,整个设计是显示计算,无引入结构胶失效模型,当达到一定条件是为了载荷,无论卫星怎么变化,出现了一个平台期,当然这是后续的工作,我们来研究它,目前来讲我们可以更多关注结构胶,通过这样一个计算,整个模型是可以预测整体的抵抗的能力,因为是整体的一个载荷,当然尾缘屈曲失效形式有两种,一个是结构胶失效,再引发弦性断裂,在我们研究的位置是先结构胶失效,再进行尾缘断裂。

中科彩票投注目前这个模型已经搭建了仿真平台,后续工作比较多,要完成开展后续的物理试验,提升我们数值仿真的验证能力。引入结构胶的失效模型来看,除了平台期之外,我们还是希望能得到失效之后载荷下降的这一块,结构胶的失效模型也是未来一个探讨。在我们建了数值仿真平台之后,可以对一些安全因子做探讨,因为现在的2015屈曲对于非线性来说比较低,但是是否可以再降低它的安全因子还需要再做工作,另外我们知道有结构胶的缺陷,会引发怎样的一个失效都是值得探讨的,如果是这样,我们将要引入FRP渐进失效,可能也是下一步的工作,谢谢大家。

(根据速记整理,未经本人审核)

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