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截面结构强度分析校核方法是风力机叶片设计优化的关键问题。针对现有的叶片工程力学计算方法精度不高、有限元分析方法计算开销较大的问题,在研究风力机复合材料叶片结构设计模型的基础上,基于复合材料力学理论,推导出计算叶片截面周向各处拉伸和剪切应变的计算公式;在叶片生命周期内的---载荷下,对某1.5mw叶片进行了结构强度计算和分析,通过与该叶片在当量---载荷下的测试结果对比,验证了所述方法的有效性。

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在考虑纤维和孔隙随机分布的情况下,通过随机算法生成包含孔隙的代表性体积单元representativevolumeelement(rve)。对生成的rve建立有限元模型,引入基体的塑性本构模型和界面的双线性本构模型,采用有限元方法研究了孔隙率对碳纤维/环氧树脂复合材料单向板横向力学性能的影响。研究显示,孔隙随机分布对横向力学性能的影响不是很大;当孔隙率不超过临界值时,孔隙对横向力学性能的影响相对较小;当孔隙率超过临界值后,材料横向弹性模量、横向拉伸强度和横向压缩强度都会有较大的下降。


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风电叶片前缘为胶接结构,胶接的优劣直接影响到叶片的使用寿命。应用超声脉冲回波法对风电叶片前缘胶接结构进行检测,并通过civa仿真分析了探头频率对胶接结构超声检测结果的影响。试验采用设计的超声波双晶探头对风电叶片前缘试块进行了检测。分析结果表明,超声波双晶探头能够接收到明显的胶接区域缺陷回波,可以方便地实现风电叶片前缘胶接结构的检测。
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