杨瑞， 张志勇， 刘叶垚， 吴卓琦， 王恭喜

(1.兰州理工大学能源与动力工程学院， 兰州730050；2.甘肃省风力机工程技术研究中心， 兰州730050)



腹板铺层参数对风力机叶片结构性能的影响

杨瑞1,2， 张志勇1， 刘叶垚1， 吴卓琦1， 王恭喜1

(1.兰州理工大学能源与动力工程学院， 兰州730050；2.甘肃省风力机工程技术研究中心， 兰州730050)

为研究腹板铺层参数对风力机叶片结构性能的影响。以某1.5 MW水平轴风力机叶片为研究对象，基于有限元分析方法，利用ANSYS软件中梁单元模拟腹板铺层，保持叶片前缘、后缘以及梁帽的铺层形式不变，通过改变腹板铺层角度、顺序和不同铺层角度的层数占整个铺层层数的比例，得到多种研究方案，并对不同方案时的叶片进行模态分析。结果表明：腹板±45°铺层较其他铺层角度能够更好的承受剪切载荷；腹板铺层角度应以±45°为主，且±45°铺层占整个铺层的58%左右时叶片结构性能最好；为了减小各层之间的剪切应力，应避免0°铺层和90°铺层连续铺放。

风力机；叶片；腹板；铺层；模态分析

引言

叶片是风力机捕获风能的关键部件，又是风力机力源、主要承载部件，对整个风力机安全运行起着关键作用[1]。随着风电技术的发展，单机容量增大，叶片也越来越长，腹板对叶片性能的影响也越明显。此外，风场中下游风力机运行过程中受到上游风力机尾流场的影响，同时，由于随机变动的自然大气环境中，风力机叶片的受力情况和运动状况非常复杂[2]，良好的腹板结构对风力机叶片能否正常稳定运行至关重要。……