王 蔓, 白 瑞 祥, 李 明 颖, 沈 亚 南

( 1.大连工业大学 机械工程与自动化学院, 辽宁 大连 116034;2.大连理工大学 工业装备与结构分析国家重点实验室, 辽宁 大连 116024 )

0 引 言

能源是现代社会经济发展的基础,各国都很重视新能源的研究与利用。目前风能作为很有开发利用价值和技术手段很成熟的新能源,在可再生能源中成本较低,有着广阔的发展前景。风力发电成为风能利用的重要手段[1]。利用风力发电可以减少环境污染,节约石油等常规能源。叶片是风力发电机捕捉风能最关键和基础的部件,其设计、工艺、性能对风机的质量和产能起着至关重要的作用,是保证机组稳定运行的重要因素。大型的叶片采用碳纤维复合材料作为增强性材料更能充分发挥其质轻高强的优点,使叶片既可承载又能减重,以适应叶片发展轻量化的趋势。风力发电机组通常会长期在恶劣环境下运转,要求叶片具有足够的疲劳强度、刚度和稳定性。长期的湿热条件使复合材料风机叶片产生损伤,如裂纹及开裂扩展、分层而导致的力学性能降低甚至风机整体失效。对风机叶片结构性能方面的研究成为国内外学者关注的焦点[2-5],而考虑温湿效应对复合材料叶片材料性能影响的很少。作者考虑温湿环境对复合材料材料风机叶片力学性能的影响,采用Hashin累积损伤失效判据[6],利用ABAQUS软件编写相应的程序,分析了风载下复合材料风机叶片的逐步破坏行为以及温湿载荷对风机叶片强度和刚度的影响。……