本文摘要(由AI生成):
本文介绍了韩国航空航天大学机械工程小组在Dr. Dong-Kuk Choi的领导下,对具有织物覆盖的风力涡轮机叶片进行的研究。研究团队通过计算和实验研究,确认了织物覆盖叶片的结构完整性与传统风力涡轮机叶片相似。研究使用了10 kW功率的复合材料风力涡轮机叶片进行设计、分析和测试,以适应大学实验室的制造和测试条件。研究中使用了MSC Nastran软件进行结构分析,仿真结果与实际测试数据的匹配度很高,差异小于10%。此外,研究还涉及了使用变分渐近梁截面分析(VABS)和MSC Nastran进行设计和结构分析,以及使用物理测试设备进行模态测试。研究结果表明,拥有织物覆盖的叶片的准确有限元分析(FEA)模型将有助于可再生能源行业建立更可持续的未来。
本文将介绍功率10kW的具有织物覆盖的风力涡轮机叶片,其研发过程中的结构设计、分析和测试。
图 由韩国能源研究所设计的具有空气动力学特性的叶片外形
韩国正在努力建设可持续性发展城市,通过“绿色新政”,大力投资可再生能源行业,包括计划建造世界上最大的海上风力发电厂。如果没有一流的研究设施来应对这些艰巨的工程挑战,那么将无法实现如此大规模的项目。
由于发电效率的不断提高,风力涡轮机的尺寸也越来越大,这反而又给建造、运输和安装带来了挑战。如何减轻叶片的重量已成为一个关键问题。
织物覆盖的风力涡轮机 (WT) 叶片的概念结构图
由DrDong-KukChoi领导的韩国航空航天大学机械工程小组对织物覆盖的叶片进行了计算和实验研究,确认了叶片的结构完整性与典型的风力涡轮机叶片相似。实验选用了较小的10 kW功率的复合材料风力涡轮机叶片,因为这样的叶片可以在大学实验室中制造和测试。
三维叶片有限元模型
三维叶片模型(左)挠度(右)
Tsai-Wu失效准则指标的结构分析结果
MSC Nastran 特有的优势之一是,仿真结果与实际测试数据的匹配度很高。本研究中实验结果和分析结果之间的差异 < 10%。
韩国航空航天大学
用于测试翼型叶片的物理测试设备