考虑复合材料和IEC 61400-2标准的小型风力机叶片结构与模态分析

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IEC 61400-2标准规定了低功率风力机叶片的简化荷载方法，该方法在简化荷载体系中未考虑动态荷载。本文分析了该标准建立的荷载假设，同时考虑900 W叶片的固有频率。研究方法从设计参数入手，应用BEM方法和QBlade软件进行气动设计，随后定义标准的荷载假设。最后采用基于有限元法的软件进行叶片的结构设计、模态分析和结构分析。结果表明：最小参与因子出现在z轴方向，最大参与因子出现在x轴和y轴方向，参与因子幅值随固有频率增加而递减。总体而言，主要最大应力位于叶片中部截面的外层玻纤增强复合材料层，同时出现在叶片压力面和吸力面。研究建立了结构工况与模态分析参与因子和荷载假设之间的关联关系。临界工况出现在固有频率低于280 Hz的情况下。

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