排灌机械工程学报

作者：张建平*,刘明,张智伟,王明强,韩熠

单位：1. 上海理工大学机械工程学院, 上海 200093;2. 上海东海风力发电有限公司, 上海 200090;3. 上海电力大学能源与机械工程学院, 上海 200090

关键词：风力机叶片,模态,振型,转速,Weibull函数

基金：国家自然科学基金资助项目(12172228,11572187);上海市自然科学基金资助项目(22ZR1444400);上海市科学技术委员会基金资助项目(22dz1206005,22dz1204202);上海市新能源智能运维专业技术服务平台项目(22DZ2291800)

为探究旋转效应对于风力机叶片模态的影响,建立了叶片的有限元模型,并导入到ANSYS软件中进行计算,得到了风力机叶片在静止工况与旋转工况条件下的模态,通过Weibull函数拟合得到了转速与叶片模态频率的变化关系.结果表明:静止叶片振动形式随着模态阶次的递增基本保持挥舞和摆振混合或者其中之一占主导的振型,而扭转振型到第十阶模态才出现;旋转工况下的模态振型及频率相对静止工况下都有较为明显的差异,第一、第二阶振型表现为方向相反的摆振,第三至十阶的振动形式类似于静止工况的第一至七阶,旋转叶片的抗弯扭能力更强;随着转速的增大,叶片第三至七阶模态频率呈现非线性递减的趋势,而第八至十阶模态频率出现相反的趋势;Weibull函数拟合模型不仅能够描述叶片模态随转速变化的规律,而且具有较高的拟合精度.研究结果为风力机的安全运行及可靠性设计提供一定的理论基础和技术指导.

来源：2023年第7期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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