吴　镝,刘　赛,杨国策,高　琪(上海第二工业大学工程训练中心,上海201209)



风电叶片的3D打印系统性高效制造方法

吴镝,刘赛,杨国策,高琪
(上海第二工业大学工程训练中心,上海201209)

摘要:提出风电叶片3D打印系统性高效制造方法。首先,采用逆向设计完成了叶片三维扫描,获取点云数据与三维模型;通过有限元方法进行静力与屈曲分析,用以结构尺寸的微调;最终,利用3D打印技术做出了实体样件模型。结果证明所提出的方法可行,且在类似风电叶片这样复杂型面构件的高效集成制造与自动化方面具有重要意义。

关键词:逆向设计;3D打印;风电叶片;有限元分析

0　引言

随着世界性能源危机日益加剧和全球环境污染日益严重,推进新能源与可再生能源的开发利用已是大势所趋。风能作为一种清洁的可再生能源,已成为世界各国的新能源发展的重要方向[1]。

叶片作为风力机的关键部件,其良好的设计、可靠的质量和优越的性能保证了机组的正常运行,也决定了风机的发电性能和功率。叶片的设计与制造是风力机组的核心技术,不仅要求叶片具有高效的专用翼型,即合理的安装角、升阻比、叶尖速比和叶片扭角分布等,又需通过复合工艺与材料保证其质量轻、结构强度高、抗疲劳等方面的要求。

一方面,由于空气动力的复杂性,叶片外形的精确设计非常困难。传统的水平轴风力机多采用正向设计,即先设计并完善叶片的几何外形结构直到满足相应的气动性能要求。……