本科毕业设计---大型风力机叶根载荷特性及联接设计研究
机械设计制造及自动化毕业论文-风力机叶片的有限元分析
风力机叶片的有限元分析学生姓名：1111 专业班级：机械设计制造及其自动化2008级10班指导教师：朱仁胜指导单位：机械与汽车工程学院摘要：通过Solidworks软件对3MW风力机叶片进行建模，然后基于ANSYS 和Workbench分别对其进行模态分析和流固耦合分析，其中流固耦合分析中的结构静力分析部分也使用到了ANSYS Mechanical APDL。
其中模态分析结果表示：叶片的振型以摆振和弯曲为主，其一阶模态频率分别为 0.34Hz，能顺利的避开外在激励频率，避免了共振现象的发生。
流固耦合分析对额定风载进行了数值模拟仿真，通过结构静力分析，对叶片的受力，变形情况有了一个基本的了解，其中叶片在额定风载情况下的最大应力为56MPa，远远低于其实测拉伸强度的720MPa。
在11级风载下的应力云图显示其所受的最大应力为83.8MPa，满足其材料的强度要求。
该分析对进一步的疲劳分析和优化设计等提供了参考和依据。
关键词：叶片建模；模态分析；流固耦合分析；结构静力分析1Abstract:Through the Solidworks software build the blade model which power is 3 MW. Then based on the ANSYS and Workbench software,the analysis of modal and fluid-structure interaction.Andthe Static structural analysis is used the ANSYS Mechanical APDL too.The modal analysisresults show that the vibration modes of this blade are presented as Shimmy and bending,Thefirst modes frequency is 0.34Hz.And it can avoid the external excitation frequencywell,Avoid the resonance phenomenon occurs.The analysis of fluid-structure interaction havedo a numerical simulation about Rated wind load,through the Static structural analysis wehave a basic understanding of the stress and deformation about the blade. And the maximumstress of the blade is 56MPa under the rated wind load.Far lower than the Measured tensilestrength of 720MPa.And under the 11 rating wind load.The stress cloud show that maximumstress is 83.8MPa,Meet the strength of the material requirements.This analysis providesa reference and basis for further fatigue analysis and optimization design.Keywords:Blade modeling；Modal analysis；Fluid-structure interaction analysis；Static structural analysis31 概 述风能是地球表面大量空气流动所产生的动能，风能量具有取之不尽、用之不竭、就地可取、不需运输、广泛分布、不污染环境、不破坏生态、周而复始、可以再生等诸多优点。
大型风力机叶片在三维湍流下的载荷分析与计算
ＤＥＮＧ Ｘｉ ｎ ｌ ｉ ．ＳＵＮ Ｗｅ ｎ ｌ ｅ ｉ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｘ ｉ ｎ ｇ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｕ ｒ ｕ ｍ ｑ ｉ Ｘ ｉ ｎ ｇ ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ， ８ ３ ０ ０ ０ ０ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
１ ． ５ ＭＷ ｗ ｉ ｎ ｄ ｔ ｕ ｒ ｂ ｉ ｎ ｅ ｗ ａ ｓ ａ ｎ ｌｙ ａ ｚ ｅ ｄ ，ａ ｎｄ ｔ ｈ ｅ ｉ ｒ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｗ ａ ｓ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ．Ｂ ｙ ａ ｐ ｐ ｌ ｙ ｉ ｎ ｇ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ｏ ｆ Ｂ ｌ ａ ｄ ｅ ｄ ｏｒ ｆ ｗ ｉ ｎ ｄ ｏ ｗ ｓ ，ｔ ｈ ｅ ｔ ｕ ｒ — ｂ ｌｅ ｕ ｎ ｔ ｉｎ ｗ ｄ ｆ ｉ ｌ ｅ ｓ ｗ ｅ ｒ ｅ ｌ ｏ ａ ｄ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｏ ｈｅ ｔ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｏ ｆ ｗｉ ｎ ｄ ｔ ｕ ｒ ｂ ｉ ｎ ｅ ｂ ｌ ａ ｄ ｅ ｓ ，ａ ｎ ｄ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｈｅ ｔ Ｉ ｍｐ ｍｖ ｅ ｄ ｖ ｏ ｎ Ｋ ａ ｒ ｍａ ｎ ｔ ｕ ｒ ｂ ｕ ｌ ｅ ｎ ｔ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ， ｔ ｈ ｅ ｌ ｏ ａ ｄ ｃ ｏ ｎ — ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｂ ｌ ａ ｄ ｅ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｎ ｏ ｒ ｍａ ｌ ｗｉ ｎ ｄ ａ ｎ ｄ ｅ ｘ ｔ ｒ ｅ ｍｅ ｔ ｕ ｒ ｂ ｕ ｌ ｅ ｎ ｃ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ａ ｎ ｌｙ ａ ｚ ｅ ｄ，ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｐ ｍ￣ｄ ｅ ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ｏｒ ｆ ｂ ｌ ａ ｄ ｅ ｓ ’ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ ｉ ｎ ｔ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｙ ｅ ｘ ａ ｍ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ：Ｗ ｉ ｎ ｄ ｔ ｕ ｒ ｂ ｉ ｎ ｅ ；３ Ｄ ｔ ｕ ｒ ｂ ｕ ｌ ｅ ｎ ｔ ；Ｂ ｌ ａ ｄ ｅ ｌ ｏ ａ ｄ ；Ｂ Ｉ ａ ｄ ｅ ｄ ｏｒ ｆ Ｗｉ ｎ ｄ ｏ ｗ ｓ
大型风能发电机组叶片载荷谱计算与分析
关键词 ：风力机 叶片 ；受力和扭矩 ；载荷谱
中图分 类号 ：Ｔ ４ ３ ４ Ｕ １． 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１０ ３ ８ ２ １ ）２ ０ １— ８ １（０ １ ３—０ ３— ２ ３
Ｃａ ｅ ａ ｉ ｎ ａ ｌｕｌ ｔｏ ｎｄ Ａｎａ ｙ ｉ ｆＬｏ ｄ Ｓ ｃ ｒ ｍ ｆＢｌ ｄｅ ｆ ｒ ｌ ｓｓ ｏ ａ ｐｅ ｔ ｕ ｏ ａ ｏ Ｌａ ｇ －ｃ ｌ ｉ ｒ ｅ ｓ ａ ｅ Ｗ ｎｄ Ｅｎｅ ｇ ｎｖ ｒ ｉ ｎ Ｓ ｓｅ ｒ ｙ Ｃｏ ｅ ｓｏ ｙ ｔ ｍ
２１ ０ １年 １ ２月
机床与液压
Ｍ ＡＣＨＩ ＮＥ Ｏ０Ｌ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬ Ｃ Ｔ ＩＳ
Ｄｅ ． ０１ ｃ２ １
第３ ９卷 第 ２ ３期
Ｖｏ ． ９ Ｎｏ ２ １３ ． ３
Ｄ Ｉ １ ．９ ９ ｊｉ ｎ １０ — ８ １２ １． ３０ ６ Ｏ ： ０ ３ ６ ／．ｓ ．０ １ ３８ ．０ １２ ．０ ｓ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： Ｂ ａ ｅ ｏ ｉ ｄ ｅ ｅ ｇ ｏ ｖ ｒ ｉｎ ｓ ｓｅ ； Ｆ ｒ ｅ ａ ｄ ｔｒ ｕ ； Ｌ ａ ｐ ｃｒ ｍ ｙ ｒｓ ｌｄ ｆｗ ｎ ｎ ｒ ｃ ｎ ｅｓｏ ｙ ｔｍ ｙ ｏｃ ｎ ｑ ｅ ｏ ｏ ｄｓ ｅｔ ｕ
能源是 现代社 会发 展 的基 础 ，随 着人类 对 能源 需求 的急剧增长 ，石 油 、天 然气 资源 的 日益枯 竭 和 环境保 护压力 的进 一步加 大 ，开发利 用 可再 生 、无 污染及低 成本 的能源 已经 成 为世界 各 国优 先发 展 的 战 略 。研究 能源结构 的改革 ，加 速可 再生 能 源 的 开发和利 用甚为 必要 。尤其 是对 取 之不 尽 、用 之不 竭 、清 洁的风能 的开发 和利 用 ，越 发 受到 世界 各 国 政府 的普 遍 重 视 。我 国有 比较 丰 富 的风 能 资 源 ， 主要分 布在东南 沿海 及其 岛 屿 ，西北 、华北 和 东北
大型风力机复合材料叶片的气动外形和载荷设计
级风
率。 知道了平均风速和风速的频度 , 就可以按一定的原则来确定风速的大小 , 一般由风电机 组整机厂商根据风场的勘测数据确定。 风轮直径 。由叶片适用的风区 , 如果是 正 会较小 相反 , 如果是 正 类风区 , 额定风速较高 , 风轮直径 类风区或更差 , 要求额定风速会更低 , 风轮直径更大。 确定了
气动设计的基础参数 , 风力机叶片的运行迎角范围是一 。 一
动量理论
动量理论似
淀 义了一个通过风轮平面的理想流管 , 见图 ,
、
、
矶 分别表示来流风速 、 流过风轮风速 、 风轮后尾流速度 。
图
动量理论理想流管
应用动量方程和伯努力方程可以推导出轴向力
和风轮转矩
的表达式
咸 ’’ 一 叭 威‘ 一。 。 吞 式中 轴向 诱导因子
讥 祝
这时 , 作用在风轮平面
沐 声
, 。
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圆环上的轴向力 推力 和转距可表示为
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动量叶素理论
动量一叶素理论毋
导因子 和周向诱导因子
结合动量理论和叶素理论 , 计算出风轮旋转面中的轴向诱
兰‘
一 二 必
屏
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普朗特修正因子
加人普朗特叶尖和叶根修正因子
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变成
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切向诱导速度
为空气密度 为风轮平面风的角速度 为风轮的角速度 为风轮平面的半径 。 叶素理论
一 叭
山
叶素理论毋
、
的基本出发点是将风轮叶片沿展向分成许多微 即将叶素看成二维翼型 , 这时 将作用在每个叶素上的力和力矩沿展向积分 , 就可以求得作用在风轮上的力和力矩 。
风力发电机叶片叶根的受力性能综述
风力发电机叶片叶根的受力性能综述作者：周新坪来源：《科技风》2016年第16期摘要：风力发电机叶片是风力发电机中的部件之一，叶片根部是叶片与风力机转子轮毂连接的关键部分，叶根工作时处于复杂的拉压、弯扭和剪切载荷组合工况中，因此叶根连接部位必须具有满足要求的强度、刚度和稳定性能，因此，叶根连接部分受力性能对叶片的安全运行起着决定性的作用。
关键词：叶片叶根；受力性能；综述上个世纪初，风力发电作为一种具有商业发展价值和发展前景的健康新型能源形式，已经获得了极大程度的发展。
随着美丽中国、人与自然和谐发展的呼声、风力资源开发技术的不断深入研究、发展和运用实践，对风力发电机系统关键部件设计方案的深入讨论和研究越来越多。
风机叶片是一个纤维增强复合材料制成的薄壳结构。
结构分为3个部分：第一部分为根部，材质一般为金属；第二部分为外壳，一般为复合材料，通常是使用玻璃纤维增强材料与基体树脂复合而成，一张叶片由两个灌注成型的外壳构件粘合而成；第三部分为支撑外壳的主梁，即加强筋或加强框，一般为玻璃纤维或碳纤维增强复合材料制成。
风力发电机叶片是发电机组中的部件之一，通过叶片的旋转把风能转换为机械能，再带动发电机发电，最后将机械能转换为电能。
叶片根部是叶片与风力机转子轮毂连接的关键部分，叶片在运转过程中同时承受的气动力、重力及离心力等复杂载荷影响都将通过叶根传递到的发电机轮毂上，由此，叶根承受着复杂的挤压、弯扭、剪切载荷组合作用，因此叶根连接部位必须具有满足要求的强度、刚度和稳定性能。
因此，叶根连接部分受力性能对叶片的安全运行起着决定性的作用[ 1 ]。
大尺寸叶片的根部与发电机轮毂之间常采用双头螺纹杆连接，在叶片根部预浸料铺层过程中，预先将加工好的螺栓套筒埋入，由于螺栓套筒是圆形截面形式，与周围的玻璃纤维增强复合材料接触面积较小，不利于叶片结构承受外部荷载，所以需要在螺栓两侧填充“工”字形垫块或矩形垫块。
螺栓套筒与周围的玻璃纤维增强复合材料连接部位受力情况复杂，是风力发电机机组各部件连接中易不满足要求的部位。
风力机叶片静态载荷分析
风力机叶片静态载荷分析在风力机的设计研究中，为了对风力机零部件进行强度分析、结构力特性分析以及寿命计算，确保风力机在其设计寿命内能够正常地运行，必须对风力机及其零部件所受外载荷进行计算。
载荷计算是风力机设计中最为关键的基础性工作，也是所有后续风力机设计、分析工作的基础.由于风力发电机运行在复杂的外界环境下，所承受载荷情况非常多，根据风力机运行状态随时间的变化，可以将载荷情况划分为静态载荷、动态载荷和随机载荷。
动态载荷和随机载荷具有时间上和空间上的多变性和随机性，要想准确计算比较困难。
而静态载荷基本上不考虑风力机运行状态的改变仅考虑环境条件改变的情况，现就风力机的这种静态载荷计算作一简要讨论。
静态载荷定义:叶片的静态载荷是指施加在不运动结构上的不变载荷.即构件所承受的外力不随时间而变化，而构件本身各点的状态也不随时间而改变，就是构件各质点没有加速度。
如果整个构件或整个构件的某些部分在外力作用下速度有了明显改变，即发生了较大的加速度，研究这时的应力和变形问题就是动载荷问题。
静载荷包括不随时间变化的恒载和加载变化缓慢以至可以略去惯性力作用的准静载。
目前，国际上很多规范、标准对叶片载荷作了详细的规定，如国际电工协会制定的IEC61400-1标准、德国船级社制定的GL规范和丹麦的DS472标准。
其中应用最广泛的是IEC61400-1标准和GL标准。
根据IEC61400-1标准，风电机组上的载荷分类主要包括：1.空气动力载荷2.重力载荷3.惯性载荷，包括离心力和科氏力4.操纵载荷5.其它载荷，如温度载荷和结冰载荷等精确地求出叶片上的极限载荷，对风电叶片乃至整个风电机组的设计工作具有重要意义。
风力机叶轮的基本载荷风力机依靠叶轮将风中的动能转化为机械能，叶轮是风力机最主要的承载部件。
叶轮主要承受三种力：空气动力、重力和离心力。
为了便于对风力机及其零部件所承受的载荷进行计算，根据风力机系统的结构形式、运动特点和计算需要，在风力机的几个特殊位置设置了适当的坐标系，建立了一个风力机四坐标系系统(图1)。
毕业设计---风力发电机常见故障及其分析[管理资料]
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郑州航空工业管理学院毕业论文2012 届电气工程及其自动化专业 0806072 班级题目风力发电机常见故障及其分析姓名学号0********指导教师职称讲师二О一二年五月八日内容摘要随着全球经济的发展和人口的增长，人类正面临着能源利用和环境保护两方面的压力，能源问题和环境污染日益突出。
风能作为一种蕴藏量丰富的自然资源，因其使用便捷、可再生、成本低、无污染等特点，在世界范围内得到了较为广泛的使用和迅速发展。
风力发电己成为世界各国更加重视和重点开发的能源之一。
随着大型风力发电机组装机容量的增加，其系统结构也日趋复杂，当机组发生故障时，不仅会造成停电，而且会产生严重的安全事故，造成巨大的经济损失。
本论文先探讨了课题的实际意义以及风力发电机常见的故障模式，在这个基础上对齿轮箱故障这种常见故障做了详尽的阐述，包括引起故障的原因、如何识别和如何改进设计。
通过对常见故障的分析，给风力发电厂技术维护提供故障诊断帮助，同时也给风电设备制造和安装部门提供理论研究依据。
关键词风力发电机;故障模式;齿轮箱;故障诊断Common Faults And Their AnalysisOf The Wind TurbineAbstractWith the global economic development and population growth, humanity is facing with the pressure from two sides of the energy use and environmental protection, the energy problem and environmental pollution has become an increasingly prominent issue. Wind power as a abundant reserves of natural resources, because of its convenient use, renewable, low cost, no pollution, has been more widely used and rapid development in the world. Wind power has been taken as one of the priority development energy sources in the world．The increase of wind power capacity and complicated system structure will not only cause power outage，but also raise serious accidents when the set is at fault．In the beginning, the dissertation introduces the practical significance of project and the common failure mode of wind turbines, then researches and describes the failure of gearbox in detail, including the cause of failure, how to identify and how to improve the design. Based on the analysis of common failures, not only provide assistance for fault diagnosis to the technicalmaintenance of wind power plants, but also provide a theoretical basis to the wind power equipment manufacturing and installation departments.Key WordsWind Turbines; Failure Mode; Gear Box; Fault Diagnosis目录第一章绪论 0风力发电的背景 0风力发电机故障诊断的意义 (1)第二章风力发电机常见故障模式及机理分析 (3)风力发电机结构 (3)常见故障模式及机理分析 (5)叶片故障及机理 (5)变流器故障及机理 (7)发电机故障及机理 (9)变桨轴承故障及机理 (11)偏航系统故障及机理 (15)本章小结 (19)第三章风力发电机齿轮箱故障诊断 (20)风力发电机齿轮箱常见故障模式及机理分析 (20)齿轮箱典型故障振动特征与诊断策略 (27)针对齿轮箱不同故障的改进措施 (31)第四章结论 (34)致谢 (35)参考文献 (36)风力发电机常见故障及其分析第一章绪论风力发电的背景随着全球人口数量的上升和经济规模的不断增长，世界范围内对能源需求持续增加，化石能源、生物能源等常规能源使用带来的环境问题日益突出。
大型风电叶片结构设计方法研究
大型风电叶片结构设计方法研究一、本文概述随着全球能源需求的日益增长和环保意识的逐渐加强，风电作为一种清洁、可再生的能源形式，正在全球范围内得到广泛的关注和应用。
风电叶片作为风力发电机组的核心部件，其结构设计直接关系到风电机组的运行效率和安全性。
研究和优化风电叶片的结构设计方法具有重大的理论价值和现实意义。
本文旨在探讨大型风电叶片结构设计的方法论，结合国内外的研究现状和发展趋势，分析风电叶片结构设计的关键要素和难点问题。
通过深入研究，本文提出了一种基于有限元分析的大型风电叶片结构设计方法，旨在提高风电叶片的结构性能，降低制造成本，推动风电行业的可持续发展。
本文首先对风电叶片的结构特点和设计要求进行了概述，然后详细介绍了有限元分析的基本原理及其在风电叶片结构设计中的应用。
在此基础上，本文提出了一种基于有限元分析的风电叶片结构设计流程，包括材料选择、模型建立、边界条件设置、分析计算和后处理等环节。
通过对实际案例的分析和计算，验证了本文提出的设计方法的有效性和可行性。
本文的研究成果将为大型风电叶片的结构设计提供新的思路和方法，有助于提升风电叶片的性能和可靠性，降低风电成本，促进风电行业的健康发展。
本文的研究方法和成果也可为其他领域的结构设计提供参考和借鉴。
二、风电叶片结构设计的基本原理风电叶片的结构设计是一项涉及多学科知识的复杂工程，其基本原理主要包括材料力学、空气动力学、结构动力学以及制造工艺学等。
这些原理共同构成了风电叶片设计的理论基础，指导着设计师在保证叶片性能的实现结构的优化和轻量化。
材料力学原理是风电叶片结构设计的基石。
叶片需要承受复杂的风力载荷，包括静力载荷和动力载荷，因此要求材料具有良好的强度、刚度和疲劳性能。
设计师需要根据材料的力学特性，合理选择叶片的材料和截面形状，确保叶片在各种工作条件下都能保持稳定的性能。
空气动力学原理对风电叶片的设计至关重要。
叶片的形状直接影响风能的捕获效率和转换效率。
毕业设计--大型风力发电机组结构组成运行特性分析及控制系统设计--任务书
华北电力大学科技学院毕业设计（论文）任务书所在系别动力工程系专业班号自动化学生姓名指导教师签名审批人签字毕业设计（论文)题目大型风力发电机组结构组成运行特性分析及控制系统设计一、毕业设计（论文）主要内容通过有关文献资料的查阅和深入学习，了解大型风力发电机组结构组成运行特性分析及控制系统设计的相关知识，在此基础上设计的主要内容有：1、风力发电机组系统类型、结构组成、特点和国内外研究应用现状;2、风力发电机组的运行特性描述与分析；3、掌握风力发电机组控制的原理和设计方法及注意事项；4、完成风力发电机组的控制系统的设计；5阅读外文翻译,完成翻译工作。
二、基本要求1、通过参考资料的收集，对所选课题的研究背景和意义、现状和发展有一个较为全面和深刻的认识和理解；2、从原理和工艺上理解弄懂风力发电系统类型、组成及特点；3、独立完成毕业设计任务书提出的内容；4、通过整个研究设计工作，掌握从事工程技术工作时分析问题解决问题的一般思路和基本方法；5、通过阅读相关文献资料和撰写毕业论文，了解科技论文的基本撰写模式；6、根据设计内容完成毕业设计的撰写.三、设计（论文）进度设计（论文）预计完成时间：2014年6 月20 日四、参考资料及文献[1] 霍志红，郑源，左潞等。
《风力发电机组控制技术》，中国水利水电出版社,2010.［2]何显富，卢霞,杨跃进等.《风力机设计、制造与运行》，化学工业出版社，2009.[3]姚兴佳,宋俊.《风力发电机组原理及应用》，机械工业出版社,2009.[4]邓英. 《风力发电机组设计与技术》，化学工业出版社，2011。
[5] 任清晨。
《风力发电机组工作原理和技术基础》,机械工业出版社，2010。
[6] 程明，张芸乾，张建忠.《风力发电机的发展现状及进展》，电力科学与技术学报，2009年3（24）.［7］宫靖远.《风电场工程技术手册》，机械工业出版社,2004年97-126. ［8] 濮良贵,纪名刚。
大型风电叶片结构设计方法
数据收集
01
收集各种材料在不同条件下的性能数据，包括实验数
据和现场测试数据。
数据处理
02 对收集到的数据进行处理和分析，提取关键性能指标
，如强度、刚度、耐腐蚀性等。
数据存储与共享
03
将处理后的数据存储在数据库中，方便设计人员查询
、共享和使用。
04
叶片结构设计方法
基于仿生的结构设计
模仿自然生物的形态和结构
风电叶片是风力发电系统的关键组成部分
风电叶片是风力发电系统的核心组成部分，其性能直接影响到整个风力发电系统 的效率和可靠性。因此，大型风电叶片的结构设计对于风力发电技术的发展至关 重要。
研究现状和发展趋势
国内外研究现状
目前，国内外对于大型风电叶片的结构设计 已经开展了大量的研究工作，并取得了一定 的成果。然而，由于风电叶片尺寸大、结构 复杂，其设计过程中仍然存在许多挑战。
THANKS
感谢观看
基于优化的结构设计
基于性能目标的优化设计
通过建立风电叶片的性能模型，利用优化算法对模型进行求解，得到最优的设计方案。例如，通过优化设计，使风电 叶片在保证强度的同时，尽可能减轻重量。
多学科优化设计
综合考虑多个学科领域的影响，如气动、结构、材料等，进行多学科优化设计。例如，通过优化设计，使风电叶片在 保证结构强度的同时，具有良好的气动性能和材料利用率。
02
有限差分分析法
该方法使用差分方程对连续体进行离 散化，适用于分析大型风电叶片的动 态性能和稳定性。
03
边界元分析法
该方法采用边界积分方程求解问题， 适用于分析具有复杂边界条件的风电 叶片结构。
实验验证方法
风洞实验
在风洞实验室中模拟实际风场环 境，对风电叶片的气动性能进行 测试和验证，包括风阻、扭矩和
大型风机叶片气动性能计算与结构设计研究
展望未来，针对大型风机叶片气动性能计算与结构设计研究，建议进一步加强 以下方面的工作：
1、深入研究气流攻角、风速和湍流度等参数对大型风机叶片气动性能的影响 机制，以进一步提高预测和优化方法的准确性。
2、开展多学科交叉研究，将结构优化设计与材料科学、制造工艺等领域进行 深度融合，以推动大型风机叶片的性能提升和制造水平的进步。
3、材料选择与制造工艺：材料选择和制造工艺对大型风机叶片的性能和使用 寿命具有重要影响。目前，针对大型风机叶片的材料主要包括玻璃纤维复合材 料、碳纤维复合材料等。这些材料具有轻质、高强度等特点，适合用于制造大 型风机叶片。
同时，先进的制造工艺如真空灌注成型、热压罐成型等也为大型风机叶片的制 造提供了有力的支持。
四、研究方法
本次演示从以下几个方面对大型风机叶片气动性能计算与结构设计进行了研究：
1、气动性能计算：采用数值模拟方法对大型风机叶片的气动性能进行计算， 通过设置不同的气流攻角、风速和湍流度等参数，对叶片的气动性能进行全面 的评估。
2、结构设计：基于气动性能计算结果，对大型风机叶片的结构进行优化设计， 包括翼型设计、结构强度分析和振动特性分析等。同时，考虑材料属性和制造 工艺要求，选择适合的材料和制造工艺，以实现叶片的高性能和长寿命。
3、加强实验研究工作，建立更多不同类型和规格的风机叶片实验台，以获得 更丰富的实验数据支撑，推动相关理论和方法的发展。
参考内容
随着全球对可再生能源需求的不断增长，风力发电技术得到了快速发展。风力 发电机作为风力发电系统中的核心部件，其性能的优劣直接影响到整个系统的 效率。而风力发电机叶片设计又是风力发电机性能的关键因素之一，因此对于 风力发电机叶片的设计与气动性能仿真研究具有重要的实际意义。
大型风机叶片气动性能计算与结构设计研究
大型风机叶片气动性能计算与结构设计研究一、概述随着全球能源结构的转型和可再生能源的大力发展，风能作为一种清洁、可再生的能源形式，受到了广泛关注。
风力发电作为风能利用的主要方式之一，具有巨大的发展潜力。
大型风机作为风力发电的核心设备，其叶片的气动性能与结构设计直接决定了风能的捕获效率和风机的运行稳定性。
对大型风机叶片的气动性能计算与结构设计进行深入研究，对于提高风能利用率、降低风机制造成本、延长风机使用寿命具有重要意义。
大型风机叶片的气动性能计算涉及流体力学、空气动力学等多个学科领域，是一个复杂而关键的问题。
通过精确的气动性能计算，可以预测叶片在不同风速、不同攻角下的气动特性，为叶片的结构设计提供理论依据。
同时，结构设计也是风机叶片研发的重要环节，它要求在保证叶片气动性能的基础上，充分考虑材料的力学性能、制造工艺的可行性以及运行环境的适应性。
本文旨在探讨大型风机叶片的气动性能计算与结构设计方法，分析当前国内外在该领域的研究现状和发展趋势。
通过理论分析和数值模拟相结合的手段，研究叶片气动性能与结构设计的优化方法，为提升大型风机的整体性能提供理论支持和实践指导。
本文的研究不仅有助于推动风力发电技术的发展，也为其他相关领域的研究提供有益的参考和借鉴。
1. 大型风机叶片气动性能与结构设计的重要性随着全球能源需求的不断增长和对可再生能源的追求，风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，在全球范围内得到了广泛的关注和应用。
作为风力发电机的关键部件，大型风机叶片的气动性能和结构设计对于提高风力发电机的整体性能、降低运行成本以及确保长期稳定运行具有至关重要的意义。
气动性能直接关系到风力发电机组的发电效率和能源利用率。
叶片的气动设计需要综合考虑空气动力学原理、材料力学、结构动力学等多学科知识，以确保叶片在复杂多变的风速和风向下都能保持较高的能量转换效率。
通过优化叶片的气动性能，可以提高风力发电机组的年发电量，进而提升风电场的经济效益。
风力发电机组风荷载分析及优化设计
风力发电机组风荷载分析及优化设计一、引言风力发电是目前可再生能源中占据相当重要位置的一种，风力发电机组也是其重要组成部分之一。
与其它工程系统相比，风力发电机组主要面临的挑战之一就是大风荷载下的稳定性能。
本文将从风荷载分析及优化设计方面探讨如何提升风力发电机组的稳定性能。
二、风荷载分析1. 风荷载形式在风力发电机组中，风荷载主要是指风及其产生的风力作用在风轮及其支撑系统上所形成的荷载。
根据气象学研究，风力可以分为三种形式：切向风、径向风和上升气流。
其中最主要的当属切向风，即来自于风速分量沿风轮叶片切线方向的力。
2. 风荷载计算风荷载的计算一般可以采用下列方法：（1）椭圆轨迹法：将风力作用点看成一个运动点，其受到的风荷载所形成的作用线经过研究后发现是椭圆形的，最大荷载所在位置即为椭圆的焦点之一。
（2）风口逆推法：通过揭示叶片在不同风速下的变形规律和受力行为，得到了叶片结构变形和受力响应的特性参数，然后结合气象物理及气动特性等，经过逆推出风速下叶片受力情况，进而计算出整机的风荷载。
（3）场合适法：利用CAD软件建立计算模型，通过模拟流场中流动场、压力场等参数，综合考虑叶片的材料、形状、缆索布置、叶根安装等影响因素对风力发电机组的激励能力进行模拟计算。
3. 风荷载分析结果及优化设计通过以上方法得出的风荷载分析结果可以用于进行稳定性分析，并通过优化设计降低风荷载带来的影响。
优化设计中主要包括以下几个方面：（1）优化叶片结构由于叶片是风能转换核心部分，因此叶片的结构及其质量直接影响到发电机组的稳定性。
叶片的优化设计可以包括减轻质量、改变叶形和优化叶片布局等方面。
（2）优化筒杆和传动系统筒杆和传动系统也是风力发电机组中非常重要的部分，优化设计主要包括减小振动、降低噪声、提高精度等方面。
（3）优化弹性支撑系统由于受到风荷载影响，风力发电机组的整体振动会加剧，导致叶片与塔筒之间的摩擦和磨损加剧，从而降低系统的使用寿命。
大型风力机风雨荷载特性数值研究
大型风力机风雨荷载特性数值研究董辉;高乾丰;邓宗伟;朱志祥;彭文春【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2015(000)015【摘要】为研究风雨共同作用下风力机风雨荷载的大小及分布规律，基于FLUENT 软件对2 MW 水平轴风力机在额定工况下遭受50 mm／h 暴雨时的风场和风驱雨进行了分析。
结果表明：风力机近壁面大量雨滴随风朝两侧分离，仅部分雨滴打击到风力机迎风面，尾流区少量雨滴出现回流并撞击到风力机背风面，冲击到风力机表面的雨滴直径99％在2．5 mm 以下；气流流经风力机时流场突然发生改变，雨滴速度的调整相对于风速变化存在“滞后”，撞击风力机时雨滴水平末速度不再等于水平风速；风力机在暴雨天气运行时，风轮和机舱的雨荷载可以忽略，但雨滴对塔筒的冲击作用占到塔筒风荷载的12％以上，不可小视。
【总页数】6页(P17-22)【作者】董辉;高乾丰;邓宗伟;朱志祥;彭文春【作者单位】湘潭大学土木工程与力学学院，湖南湘潭 411105;湘潭大学土木工程与力学学院，湖南湘潭 411105;湖南城市学院土木工程学院，湖南益阳413000; 中南大学土木工程学院，长沙 410075;湖南城市学院土木工程学院，湖南益阳 413000; 中南大学土木工程学院，长沙 410075;中国水电顾问集团中南勘测设计研究院，长沙 410014【正文语种】中文【中图分类】TK8【相关文献】1.大型风力机风雨结构三场耦合分析 [J], 高乾丰;董辉;邓宗伟;朱志祥;彭文春2.台风过境全过程大型风力机风荷载特性 [J], 王浩;柯世堂;王同光3.水平轴风力机轮毂风荷载特性试验研究 [J], 马进骁;李永贵;肖翅翔;李毅;吕伟荣4.大型门式起重机风雨荷载及结构响应研究 [J], 赵浩;何伟;郭彦军;杨艳斌;慕亚亚5.大型风力机叶片涡流发生器流动控制的数值研究 [J], 张骏;苏阳;李勇;丛星亮因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
毕业设计(论文)-风力机叶片运输系统设计
风力机叶片运输系统设计摘要随着人们环保意识的不断增强，越来越重视清洁能源的生产，风电产业得到迅猛发展，并且出现了大功率的风力发电机，故叶片长度也朝着大型、超大型方向发展。
通常结构的风机叶片运输车运输叶片时遇到转弯半径小或者有障碍物的路时，通过会非常困难，甚至不能通过，并且普通的风机叶片运输车运输叶片时，叶片尾部伸出车外太长，容易损伤叶片还很容易造成交通事故。
为了更好的达到运输风机叶片的目的，本论文提供了一种专用于运输风机叶片的车辆，利用自行走装置、叶片托架的倾斜装置和伸缩连接架能够更容易、更安全的通过弯道。
当通过狭窄的弯道，尤其是在道路一侧或两侧上有障碍物如树木、房屋时，通过控制系统使叶片倾斜一定角度、伸缩架收缩，同时启动自行走装置，这样不仅减少了叶片投影到地面的长度，将叶片大部分升高，而且缩短运输车长度，减少车轮与地面接触，更有利于转弯。
关键词：风机叶片运输车自行走装置、倾斜装置、伸缩连接架TRANSPORT VEHICLE FOR A ROTOR BLADE OF A WIND-ENERGY TURBINEAbstractWith the growing awareness of environmental protection ,more and more people pay attention to clean energy production ,the wind power industry get rapidly development , and the emergence of the high-power wind-energy turbine lead to the blades toward to larger and larger .However common transportation vehicle for a blade cross the small-radius road or obstacles road very difficult ,even can’t pass it ,and the blade out of the vehicle too long that may get damage of the blade, and can likely to cause traffic accidents.For the sake of the better transport vehicle for a blade ,the thesis provides a kind of special transport vehicle for a blade .It makes use of the walk-by-itself device, the tilted device and the flexible conjunction can pass through the curved road easily and safely .When pass through a narrow curved road ,especially there are obstacles such as trees or houses ,on one side or two sides of the road ,the vehicle through the control system make the rotor blade tilt to a certain angle ,the stretch retract to fixed support and in the mean time the walk-by-itself device makes function .So it not only reduces the length of the rotor blade casted shadow on the ground ,make the major part of blade go up ,but also greatly reduce the length of the transport vehicle ,and it also reduces the amount of wheel that get in touch with the road ,that make the vehicle can easily cross the curved road .Key words : Transport vehicle for a rotor blade of a wind-energy turbine ; The walk-by-itself device ;The tilted device ;The flexible conjunction目录摘要 (I)ABSTRACT .................................................................................................................. I I 1绪论. (1)课题提出背景 (1)课题相关技术 (2)研究意义 (3)课题主要工作 (3)2课题内容 (4)课题结构 (5)运输车大体结构 (5)3车辆设计方案 (7)半挂车结构设计 (7)半挂车组成 (7)半挂车各项参数 (9)半挂车强度校核 (10)牵引车选取 (14)运输车最小转弯半径计算 (14)运输车安全运行技术验算 (16)4关键部件设计 (17)可伸缩连接架设计 (18)叶片连接装置设计 (18)自行走装置设计 (20)控制系统说明 (21)5结论 (22)参考文献 (23)致谢 (24)1绪论进入二十一世纪以来，随着工业现代化的深入，人类对能源的依存度越来越高。
大型风力机叶根载荷特性及联接设计研_究学位论文
硕士研究生学位论文新疆大学论文题目（中文）：大型风力机叶根载荷特性及联接设计研究论文题目（英文）：Research of Load Charactristics of Blade'sRoot and Connection Design ofLarge-scale Wind Turbine毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
大型风电叶片结构设计方法研究
大型风电叶片结构设计方法研究随着能源需求的增加和可再生能源的受到更多关注，风能作为一种绿色的清洁能源，已经成为全球能源开发的重要方向。
风能作为一种可再生能源，其技术可靠性和经济性对于清洁能源产业的发展非常重要。
在风能产业中，风力发电叶片是其中最重要的部分之一。
风电叶片的结构设计对于风力发电的性能和经济效益非常重要。
因此，大型风电叶片结构设计方法研究已成为当前风能行业的一个热点。
风能叶片最主要的目的是将风的动能转化成为电能。
为了达到这个目的，风电叶片需要具有合适的长度、宽度和材料来满足不同的风力工况，从而实现最大的风力转换效率。
大型风电叶片的设计，需要考虑叶片的强度、稳定性、可靠性、经济性等相关因素，以保证叶片安全、有效地运行。
针对大型风电叶片的设计，以往主要采用的是静载荷计算方法，这种方法利用理论公式和经验公式进行计算，可以简单地评估叶片的静态负荷。
然而，这种方法并不能考虑复杂的实际工作条件、复合材料的异向性及其在风能叶片结构中所起的作用等因素，其计算结果存在一定的不确定性。
因此，需要改进方法来实现更可靠的大型风电叶片设计。
目前，利用有限元方法进行大型风电叶片结构设计的研究逐渐增多。
有限元法是一种重要的数值模拟方法，能够精确地计算叶片结构在复杂工况下的应力和变形分布，进而预测大型风电叶片的强度、稳定性等特性。
在有限元法中，叶片结构通常被分解成多个小的单元，对每个小单元进行应力分析，由此建立整个叶片结构的应力分布模型，并可以对叶片在不同工作条件下的响应进行计算和模拟。
此外，有限元法还可以通过确定每个小单元的具体材料的物理特性，自动计算模拟分析结果所需的材料特性。
很多研究表明，基于有限元法的大型风电叶片结构设计方法具有明显的优势，其中包括：（1）减少研发成本：有限元分析技术可以通过模拟和仿真降低试验成本。
通过模拟预测可以避免贵重和高风险的试验，显着降低研发成本。
（2）减少产生的废料：使用有限元分析技术设计大型风电叶片，可以使叶片的结构设计更加精细，减少产生废材的情况。
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硕士研究生学位论文新疆大学论文题目（中文）：大型风力机叶根载荷特性及联接设计研究论文题目（英文）：Research of Load Charactristics of Blade'sRoot and Connection Design of Large-scaleWind Turbine毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。
4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。
图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订摘要通过对空间离散点风的特性进行分析，利用风模拟器得到较为真实的三维风模型。
通过参数建模方法获得1.5MW风力发电机的叶片模型，对其加载轮毂高度风模型并计算载荷。
考虑到风力机运行工况范围较广，选取典型风况进行载荷计算。
总结分析了叶片各截面及叶根各方向的载荷分布及规律，以风场试验数据对比验证计算结果的准确性。
由此得出叶根处承载较大，易发生叶根断裂失效，这与现场的统计数据是一致的。
因此，对叶根处联接失效成因进行深入研究，并在此基础上，对原联接标准螺栓进行改进设计并利用有限元分析方法验证其可行性。
主要包括：风文件的生成、风模型的建立、三维风的模拟，叶片载荷的计算及载荷分布研究，叶根载荷特性研究，以试验数据对比验证仿真结果的准确性；现场叶根联接断裂失效分析，设计小锥度螺纹，验证新型螺栓。
根据三维风模拟理论。
利用TurbSim对高度为80m/s，平均风速为11.5m/s的湍流风进行模拟，并生成风文件。
对风力发电机的叶片进行了坐标系的确定，并对风力机叶片载荷的来源进行了分类，对风力机的主要载荷进行了确定。
基于Blade软件，输入仿真风文件进行叶片载荷的仿真模拟计算，并对正常风况和极端风况输出载荷谱对叶片及叶根的载荷特性进行分析。
对叶片强度试验方案作了简单的阐述，对各工况应变测试点布置及载荷的加载方法进行了说明，各工况试验数据与通过Bladed软件算得的理论值进行对比分析，以验证软件算得的准确性、可靠性。
基于叶根载荷的复杂性，且叶根螺栓连接在实际运行过程中出现的严重失效，对1.5MW风力发电机叶根联接的螺栓的失效类型进行分类，通过对叶片叶根螺栓作断裂螺栓特征分析及断口信息分析研究，在理解螺栓失效的原因的基础上，重新设计了一款小锥度新型的高强度螺栓，以达到降低螺纹啮合第一扣螺纹根部的应力集中，提高叶根联接的可靠性。
最后，将设计的新型螺栓与原有的螺栓进行有限元分析对比，验证新型螺栓的合理性、可靠性。
关键字：载荷、特性、叶根联接、高强度螺栓、小锥度螺纹AbstractThrough the analysis on the characteristics of the spatial discrete points wind, relativly real three-dimensional wind model can be obtained. And 1.5MW wind turbine blade model can also be got with the method of the parametric modeling.Then,to load the hub height wind model to the blade model and calculate the load. Taking into account a wide range of wind turbine running conditions, the typical wind conditions are chosen.After summarizing and analyzing the load distribution law of each cross-section of the blade and each direction of the blade root, the accuracy of the calculation results are verified by the contrast way with the wind field test data. To result that blade root bears the larger load and prone to fracture failure. They are consistent with the wind field statistics. So, based on the deepen study of connection failure causes,to improve the design of the original connection standard bolt,and verify its feasibility by using the tool of finite element. Mainly include: generating the wind file and the wind model; simulating the three-dimensional wind; calculating the blade load and analizing load distribution;summrizing the blade root load characteristics and verifing the accuracy of its simulation results; analizing the causes of blade root connection fracture failure, design;designing small taper thread; verifing the new bolts.According to the theory of three-dimensional wind simulation, Using turbSim to the height of 80m / S, the average wind speed is11.5m / s turbulent wind simulation, and the generation of wind profile. For wind turbine blades were coordinates determination, and the wind turbine blade load sources were classified, for wind turbine main load were determined. Based on Blade software, Input file simulation wind blade load simulation calculation, And the normal wind conditions and extreme wind conditions the output load spectrum on the blade and blade root load characteristic analysis.On the static strength test schemes were explained, on the condition of strainmeasuring point layout and load are described, The test data with the Bladed software through the calculated theoretical values are compared and analyzed, to verify that the software 's accuracy, reliability.Based on the complexity of leaf root load, root and leaf bolt connection in the actual operation of the process failed, On the 1.5MW wind power generator leaf connecting bolt failure classification, The blade root bolt fracture Characteristic Analysis and information analysis and research, In the understanding of the causes of the failure of foundation bolt, Mention to design a small taper type high strength bolt, in order to reduce the threaded engagement of the first thread root stress concentration, improve the reliability of the coupling leaf root.Last, the design model of bolt and the original bolt finite element analysis and comparison, validation of the rationality, reliability of bolt.Keywords: Load, Charactristics, Connection of Blade’s root；High-strength bolt；Little tapered thread目录摘要 (I)Abstract (V)目录 (VII)1绪论 (1)1.1课题来源 (1)1.2研究背景 (1)1.2.1国外风电技术研究及发展现状 (2)1.2.2国内风电发展现状 (3)1.3叶片载荷计算 (4)1.4叶根联接研究现状及存在问题 (4)1.5技术路线及主要内容 (6)1.5.1技术路线 (6)1.5.2主要内容 (7)2 风特性与风模型的建立 (8)2.1 风的模拟[17][18] (8)2.1.1空间某一点的风的模拟 (8)2.1.2三维风模拟的理论 (10)2.2湍流风模拟器 (13)2.3仿真风模型 (14)2.4本章小结 (16)3叶片载荷计算及分布研究 (17)3.1叶片坐标系的确定 (17)3.2叶片载荷分类及主要载荷确定 (17)3.3风力发电机叶片载荷的计算 (19)3.3.1 GH Bladed软件介绍[33] (19)3.3.2影响叶片载荷的风模型及工况 (20)3.4风力发电机叶片建模 (21)3.5加载风工况 (22)3.6模拟输出载荷谱分析 (23)3.6.1正常工况下载荷谱分析 (23)3.6.2极端风况下载荷谱分析 (25)3.7本章小结 (27)4.叶根载荷特性研究 (29)4.1试验方案 (29)4.2各工况应变测试点布置及载荷的加载 (29)4.2.1各工况应变测试点布置 (29)4.2.2各工况载荷的加载 (31)4.3各工况试验数据与理论值进行对比分析 (32)4.3.1结果及理论数据对比 (32)4.3.2试验实测应变曲线与仿真应变曲线比较分析 (33)4.4 对比分析结论 (37)4.5本章小结 (38)5 叶根联接失效及新型螺栓设计 (39)5.1高强度螺栓联接失效类型及特征分析 (39)5.1.1高强度螺栓的脆性断裂失效 (40)5.1.2高强度螺栓的延滞破坏失效 (41)5.1.3 高强度螺栓的腐蚀失效 (42)5.1.4 高强度螺栓的疲劳失效 (42)5.1.5高强度螺栓的变形与脱扣 (43)5.2 叶根螺栓联接断裂失效统计分析 (44)5.3 高强度螺栓断口形貌分析 (45)5.4 新型高强度螺栓螺纹形式 (47)5.4.1小锥度螺纹结构设计 (47)5.4.2新型的高强度螺纹与标准内螺纹的配合 (47)5.5 新型高强度螺栓联接有限元分析及疲劳计算 (48)5.5.1 有限元模型的建立与计算 (48)5.6 螺栓疲劳强度计算与校核 (51)5.6.1按照最小应力保持不变计算疲劳强度 (51)5.6.2按照应力幅计算疲劳强度 (52)5.6.4 用疲劳损伤累积假说计算疲劳强度 (52)5.7本章小结 (53)6总结与展望 (54)6.1总结 (54)6.2展望 (54)参考文献 (55)在校期间发表论文 (58)致谢 (59)学位论文独创性声明 (60)学位论文知识产权权属声明 (60)1绪论1.1课题来源本课题来源于国家自然科学基金项目：兆瓦级风能发电机组叶片的动态特性研究与寿命预测，项目编号：51065026；自治区自然科学基金项目：兆瓦级风力发电机叶片状态退化及失效机理研究。