风电叶片尾缘结构稳定性研究

袁巍华¹，吴玉国¹，王国付¹，秦志文^2,3,4，张磊^2,3,4

1. 辽宁石油化工大学2. 中国科学院工程热物理研究所3. 国家能源风电叶片研发(实验)中心4. 中国科学院风能利用重点实验室

摘 要：最大弦长附近的尾缘局部屈曲是风电叶片的主要失效模式之一。为研究该问题,采用有限元方法模拟了不同相对厚度的翼段尾缘屈曲模式及增强措施。分别选择19%、24%和35%相对厚度翼段,探讨增加铺层、填充泡沫或填充轻木3种方式对尾缘抗屈曲能力的影响。通过有限元特征值屈曲分析表明:增加叶片尾缘铺层厚度可以有效抑制尾缘位移并提高尾缘抗屈曲能力,同时随着翼型相对厚度的减小,增强效果呈增长趋势,但叶片质量明显增加;轻木芯材与泡沫芯材相比密度大且价格昂贵,并没有展现出明显优于泡沫芯材的抗屈曲能力;在叶片尾缘处弦向填充适当长度泡沫对叶片质量影响非常小并可以显著提高尾缘抗屈曲能力,是一种高效提高尾缘稳定性的方案。

关键词：风电叶片;尾缘屈曲;有限元;实体单元;