5 m复合材料风力发电机叶片强度特性的有限元仿真研究

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全尺寸结构试验能够监测叶片在各种加载工况下的力学响应。然而，这些试验必须辅以数值仿真，以便更好地解释和理解渐进损伤发展的物理机制。本文采用有限元分析方法，研究了现有5 m RÜZGEM复合材料风力发电机叶片在极端挥舞向、摆振向及挥舞-摆振复合加载工况下的强度特性。为此，除进行线性屈曲分析外，采用Puck二维物理现象学损伤模型进行叶片的渐进损伤分析。研究结果表明：5 m RÜZGEM叶片具有充分的抗屈曲能力；但Puck损伤模型表明层板失效在叶片最终破坏中起主要作用。在极端挥舞和复合加载工况下，前缘内侧翼缘和后缘被识别为主要损伤区域；在摆振加载工况下，靠近根部的前缘是失效区域。当极端加载工况为摆振和挥舞加载的组合时，观察到的损伤程度低于纯挥舞加载工况。

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