罗春玲

摘要： 叶片作为风力机的重要部件，对其进行合理的设计至关重要。本文使用UG三维软件，完成叶片的三维实体建模；运用有限元方法，选定叶片材料的特征参数，进行叶片的模态分析，确定了叶片的振型模态，并对比分析叶片各阶的振型模态结果。结果显示叶片的主要振动形式为挥舞和摆振，这为大型风力机叶片的设计和优化提供了参考。

Abstract： Since blades are important components of the wind turbine，it is of vital importantance to design reasonable blades. Three dimensional solid model of blades is completed by using three-dimensional UG soft ware. Finite element method is adopted in this paper to select characteristic parameters of blade material，then vibration modal for the blades is analyzed to determine the vibration modal of blades，which results shall be compared with that of blade modal of each rank. Results show that the main vibration forms of blade are flap and lead—lag，which can offer references for the design and optimization of large wind turbine blade.

關键词： NACA634风力机叶片；三维建模；模态分析

Key words： NACA634 wind turbine blade；3D modeling；modal analysis

中图分类号：TK83 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）07-0122-02

0 引言

叶片是风力机的关键部件，风力机在工作时，会受到惯性力，空气动力等叠加作用，且风力机叶片本身刚度不高、展向长，叶片在运行时易出现颤振现象。本文结合NACA634型叶片数据，建立了叶片的三维模型；通过对叶片模态分析，得到了叶片各阶模态，以便对颤振进行分析。

1 风力机叶片三维建模

风力机叶片是一种不规则的三维曲面，沿翼展方向叶片有不同的厚度和弦长，根据叶片数据建立模型中的参数有叶片截面距根部距离、该处截面与翼型有关的厚度和弦长以及安装角。

1.1 叶片的特征参数

本文以NACA63-415风力机叶片为研究对象，分析时采用尽可能多的截面数据，采用的数据越多，建立的三维叶片模型越能精确的反映实体的几何外形特征。

1.2 叶片截面坐标变换

将叶片分割成多个截面空间，每个截面空间的坐标是通过叶片上某一截面的二维图像的坐标为原点、弦线方向为X轴，通过换算得到的，根据NACA634型某个截面的坐标，然后把这些翼型数据进行变换，弦线方向保持不变，坐标原点变换到气动中心。……