任勇生，杜向红，杨树莲

(1.山东科技大学 机械电子工程学院，山东青岛 266510;2.山东工商学院，山东烟台 264005)

为了最大限度地提高发电功率，降低发电成本，现代风力发电机叶片的尺寸显著增大。随着风力机叶片长度的增加以及复合材料在叶片制作中的广泛使用，叶片的刚度也明显降低，表现为更加柔性化的趋势。在风载荷的作用下，叶片的运动会影响周围风场从而改变作用于叶片的风载荷，存在着空气动力、惯性力和弹性力的相互作用，因此，在叶片模态之间会发生振动耦合，形成气动弹性不稳定——颤振。叶片的颤振问题属于气动弹性力学的研究范畴，是现代风力机系统设计必须解决的主要隐患之一。近年来，在气动弹性力学的理论框架内揭示叶片颤振行为发生的机理，并用于指导风力机的气动弹性设计，已经成为风力机结构动力学研究中的一个新的重要内容，日益受到风能领域的重视［1］。

在风力机叶片的颤振研究中，基于连续分布参数模型与典型截面集中参数模型相比，由于能够反映叶片的剖面、变形以及惯性沿叶片展向的变化，因此可以更好地描述叶片的颤振行为。经典的叶片分布参数模型是具有弯扭耦合变形梁的偏微分方程组，称之为Hodges-Dowell方程［2］。文献［3］基于 Hodges-Dowell方程和准定常叶素气动力模型，取单模态近似表示叶片的位移，采用特征值法分析叶片挥舞/摆振/扭转的稳定性;文献［4］引入重力、调距作用和转速变化等因素的影响，将Hodges-Dowell方程进行了扩展;文献［5］忽略叶片截面翘曲的影响，基于Euler梁理论并且采用模态叠加法，研究准定常气动力作用下的风力机叶片的受迫振动问题。……