考虑结冰质量与刚度影响对风力机叶片模态分析

来源期刊：玻璃钢/复合材料2018年第10期

论文作者：李正农 朱胜兵 潘月月

文章页码：82 - 108

关键词：风力机叶片;结冰;有限元;模态分析;

摘    要：为防止结冰叶片因气流影响而可能产生的振动破坏,需要了解结冰状态下叶片的自振特性。为此,考虑叶片材料的各向异性,建立了某46.5 m叶长的大型风力机叶片在有、无结冰状态下的模型,具体考虑无冰、结冰质量影响下的均匀与不均匀结冰工况、结冰质量与刚度共同影响下的均匀与不均匀结冰工况等五种工况,并分别进行有限元模态分析,得到各种工况下的前两阶挥舞与摆振、第1阶扭转模态,通过模态置信判据方法进一步对比分析结冰对其模态的影响。结果表明:结冰会造成叶片质量增加,进而频率降低,其中第1阶挥舞频率降低最大约47.79%;而结冰也会造成叶片刚度增加,进而频率增大,其中第1阶扭转频率增长最大约39.51%;叶片各阶挥舞与摆振振型受结冰影响较小,而对叶片30 m~46.5 m范围内的扭转振型影响较大,其中均匀结冰叶片第1阶扭转振型受结冰影响最为明显。