濕熱環(huán)境下復合材料風力機葉片氣彈穩(wěn)定性*

張康康　李亮?　羅杰　李映輝

(1.安徽理工大學理學院力學系, 淮南　232001) (2.西南交通大學力學與工程學院, 成都　610031)

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濕熱環(huán)境下復合材料風力機葉片氣彈穩(wěn)定性*

張康康1李亮1?羅杰1李映輝2

(1.安徽理工大學理學院力學系, 淮南232001) (2.西南交通大學力學與工程學院, 成都610031)

對濕熱環(huán)境下復合材料風力機葉片氣彈穩(wěn)定性進行了分析. 將細長葉片簡化為Euler-Bernoulli型懸臂梁,基于復合材料梁理論,在本構方程中引入濕熱效應,使用Hamilton原理,建立了濕熱環(huán)境下復合材料葉片彎扭(揮舞-扭轉)耦合動力學方程,進而得到葉片線性自由振動特征方程,使用假設模態(tài)法求解振動特性,討論了截面扭角、濕熱效應、鋪層角等因素對葉片氣彈穩(wěn)定性的影響,得到如下結論:(1) 扭轉阻尼比非常小,易出現(xiàn)氣彈不穩(wěn)定,增加截面扭角可改善氣彈穩(wěn)定性;(2) 當出現(xiàn)氣彈不穩(wěn)定時,溫度的升高會加劇氣彈不穩(wěn)定;(3) 濕度對氣彈穩(wěn)定性影響較小;(4) 纖維鋪層角對氣彈性穩(wěn)定性影響顯著.

風力機葉片,濕熱效應,鋪層角,氣彈穩(wěn)定性

引言

氣彈穩(wěn)定性是風力機葉片設計和振動控制的關鍵問題.目前,國內(nèi)外研究多將葉片等效為各向同性的彈性體,使用截面翼型模型或連續(xù)體模型討論設計參數(shù)、氣動因素對氣彈穩(wěn)定性的影響.虞心田和崔爾杰[1]使用Euler 梁理論建立了準定常氣動力作用下葉片揮舞-扭轉耦合模型,將模型轉化為等效的剛體模型,使用特征值分析方法求解氣彈性問題,討論了剛度和慣量對穩(wěn)定……