羊森林，赵 萍，钟贤和，李 杰（东方电气集团东方汽轮机有限公司，四川 德阳 618000）

离心力对风力发电机组叶片结构性能的影响分析

羊森林，赵 萍，钟贤和，李 杰
（东方电气集团东方汽轮机有限公司，四川 德阳 618000）

基于某兆瓦级大型风力发电机组，研究了离心力引起的刚化效应对风电机组叶片结构性能的影响。结果表明，离心力将使叶片的低阶固有频率显著增加，叶片的位移变形和应变显著减小，同时在一定程度上提升了叶片的结构稳定性。分析结果对后续风电叶片的设计具有参考和借鉴意义。

风电叶片；离心刚化；频率；应变；结构性能

0 引言

叶片作为风力发电机组的关键部件之一，随机组功率等级和风轮直径的不断增加，叶片的结构安全性能受到了广泛关注，并有许多学者在该领域进行了研究[1-4]。风轮通常以一定角速度旋转做功，叶片因此受到离心力作用。在离心力作用下，叶片出现离心刚化现象，叶片的振动频率将变大[5]。Kane T.R等人[6]发现悬臂梁旋转时摆振频率变大，提出了动力刚化效应。风电机组在运行过程中，叶片的旋转速度越快，刚化效应越明显，频率增大越显著。另外，叶片的离心刚化效应将直接影响叶片的动力特性和结构特性，进而关系着整个风电机组的安全性，因此叶片的离心刚化效应受到越来越多的关注。Li Jing等人[7]较为系统地研究了离心刚化效应与叶片长度、转速间的关系，以及离心力对叶片频率的影响。陈小波等[8]还研究了离心刚化效应对旋转叶片动态特性的影响。……