3MW风力机玻璃钢叶片有限元分析-合肥工业大学机械设计及其自动化.doc

目录 中文摘要--------------------------------------------------------1 英文摘要--------------------------------------------------------2 绪论---------------------------------------------------------3 风力机叶片的的建模-------------------------------------------4 2.1叶片长度和数目的确定-------------------------------------4 2.2叶片翼型的选择-------------------------------------------5 2.3叶片弦长和安装角的计算-----------------------------------5 2.4 Solidworks建模-------------------------------------------7 模态分析-----------------------------------------------------11 3.1模态分析的定义-------------------------------------------11 3.2模态分析的作用-------------------------------------------11 3.3风力机叶片模态分析概述-----------------------------------11 3.4叶片模态分析过程-----------------------------------------12 3.5模态结果分析---------------------------------------------14 流固耦合分析-------------------------------------------------15 4.1流固耦合分析概述-----------------------------------------15 4.2流固耦合控制方程-----------------------------------------15 4.3流固耦合分析方法-----------------------------------------16 4.4 风力机叶片流固耦合分析过程------------------------------17 4.4.1 几何模型处理（A：Geometry）----------------------17 4.4.2 流场网格划分（B：Mesh）--------------------------18 4.4.3 流体分析（C：CFX）-------------------------------20 4.4.4 Mechanical APDL结构静力分析---------------------25 结论------------------------------------------------------------30 谢辞------------------------------------------------------------31 参考文献--------------------------------------------------------32 3MW风力机玻璃钢叶片有限元分析 摘要：通过Profili软件导出翼型，再由Solidworks软件对3MW风力机叶片进行三维实体建模，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，前三阶模态频率分别为 0.34Hz、1.1419Hz、1.7293Hz，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：风力机叶片；模态分析；流固耦合分析；结构静力分析；有限元 Abstract:By Profili software export airfoil, and then by Solidworks software 3MW w