张康康　李亮†　罗杰　李映辉

(1.安徽理工大学理学院力学系, 淮南　232001) (2.西南交通大学力学与工程学院, 成都　610031)



湿热环境下复合材料风力机叶片气弹稳定性*

张康康1李亮1†罗杰1李映辉2

(1.安徽理工大学理学院力学系, 淮南232001) (2.西南交通大学力学与工程学院, 成都610031)

对湿热环境下复合材料风力机叶片气弹稳定性进行了分析. 将细长叶片简化为Euler-Bernoulli型悬臂梁,基于复合材料梁理论,在本构方程中引入湿热效应,使用Hamilton原理,建立了湿热环境下复合材料叶片弯扭(挥舞-扭转)耦合动力学方程,进而得到叶片线性自由振动特征方程,使用假设模态法求解振动特性,讨论了截面扭角、湿热效应、铺层角等因素对叶片气弹稳定性的影响,得到如下结论:(1) 扭转阻尼比非常小,易出现气弹不稳定,增加截面扭角可改善气弹稳定性;(2) 当出现气弹不稳定时,温度的升高会加剧气弹不稳定;(3) 湿度对气弹稳定性影响较小;(4) 纤维铺层角对气弹性稳定性影响显著.

风力机叶片,湿热效应,铺层角,气弹稳定性

引言

气弹稳定性是风力机叶片设计和振动控制的关键问题.目前,国内外研究多将叶片等效为各向同性的弹性体,使用截面翼型模型或连续体模型讨论设计参数、气动因素对气弹稳定性的影响.虞心田和崔尔杰[1]使用Euler 梁理论建立了准定常气动力作用下叶片挥舞-扭转耦合模型,将模型转化为等效的刚体模型,使用特征值分析方法求解气弹性问题,讨论了刚度和惯量对稳定……