多因素耦合作用下风力机柔性叶片动力学特性研究

项目从连续介质力学关于薄壁梁的变形理论出发， 对大范围运动为自由的叶片， 考虑了复合材料结构的非线性特性、风场风力的随机性和叶片动力激扰的多样性， 基于Hamilton原理， 利用有限元方法， 建立考虑多因素耦合影响下叶片的动力学模型； 针对典型风载荷谱激励、风机额定工况及极端工作状态， 仿真分析了风力机旋转叶片的动态响应； 提取了影响关键部件载荷特性的重要模态振型及极端载荷工况； 考虑了风机叶片结构失谐、叶片推力耦合等因素， 分析了旋转叶片结构潜在的动态不稳定问题及旋转叶片动力刚化效应产生机理； 通过对风力机叶片结构耦合模型的动力学辨识仿真， 获得能够捕捉结构振动最主要的模态的降阶设计模型， 建立了风力机叶片设计综合优化数学模型； 进而掌握叶片结构控制最优参数， 为评估风力机叶片优化设计奠定理论基础。

项目从连续介质力学关于薄壁梁的变形理论出发，对大范围运动为自由的叶片，考虑了复合材料结构的非线性特性、风场风力的随机性和叶片动力激扰的多样性，基于Hamilion原理，利用有限元方法，建立考虑多因素耦合影响下叶片的动力学模型；针对典型风载荷谱激励、风机额定工况及极端工作状态、仿真分析了风力机旋转叶片的动态响应；提取了影响关键部件载荷特性的重要模态振型及极端载荷工况；考虑了风机叶片结构失谐、叶片推力耦合等因素，分析了旋转叶片结构潜在的动态不稳定问题及旋转叶片动力刚化效应产生机理；通过对风力机叶片结构耦合模型的动力学辨识仿真，获得能够捕捉结构振动最主要的模态的降阶设计模型，建立了风力机叶片设计综合优化数学模型；进而掌握叶片结构控制最优参数，为评估风力机叶片优化设计奠定理论基础。