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太阳能学报 2014年第8期35卷 1505-1510页

作者：孟维迎孙鹏文张兰挺张媛邢哲健郜佳佳内蒙古工业大学机械学院呼和浩特010051 东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819

为简化风力机叶片的建模和计算、提高效率,提出基于能量法的复合材料层合板性能参数等效方法。以材料的代表性体积单元RVE为研究对象,在能量法二维理论的基础上,根据RVE和均质等效体应力场与应变场在一定条件下相同的特点,利用变形能守... 详细信息

为简化风力机叶片的建模和计算、提高效率,提出基于能量法的复合材料层合板性能参数等效方法。以材料的代表性体积单元RVE为研究对象,在能量法二维理论的基础上,根据RVE和均质等效体应力场与应变场在一定条件下相同的特点,利用变形能守恒理论,通过对不同形式变形能公式的变换,推导出层合板三维情况的性能等效刚度矩阵系数与RVE变形能的关系及等效矩阵的能量表达式。将该算法应用于[0°,±45°]三向层合板,计算结果与实测数据吻合。分别对1.5 MW叶片根部层合单元模型和等效模型进行结构分析和对比,结果表明二者数值吻合良好,验证了算法的可行性和有效性。

关键词：性能等效刚度矩阵能量法代表性体积单元复合纤维层合板风力机叶片

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基于子层刚度法性能等效的风机叶片分析研究

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太阳能学报 2013年第11期34卷 1973-1977页

作者：孙鹏文岳彩宾张兰挺张媛内蒙古工业大学机械学院呼和浩特010051

为简化风机叶片的建模和计算、提高效率,研究基于子层刚度法的复合材料层合板性能参数等效方法。从层合介质的本构关系出发,推导适合正交各向异性复合材料具有3个正交弹性性能对称面特殊结构层合板的性能等效整体刚度矩阵。将改进后的... 详细信息

为简化风机叶片的建模和计算、提高效率,研究基于子层刚度法的复合材料层合板性能参数等效方法。从层合介质的本构关系出发,推导适合正交各向异性复合材料具有3个正交弹性性能对称面特殊结构层合板的性能等效整体刚度矩阵。将改进后的子层刚度等效算法应用于某[0°,±45°]三向层合板,计算结果与实测数据十分接近;分别对某风机叶片根部层合单元模型和等效模型进行结构分析和对比,结果表明,二者数值吻合良好,该方法具有可行性和有效性。

关键词：性能等效刚度矩阵子层刚度法复合纤维风机叶片

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大型风机叶片复合纤维性能等效算法研究及应用

大型风机叶片复合纤维性能等效算法研究及应用

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作者：孟维迎内蒙古工业大学

学位级别：硕士

风机叶片是捕获风能的关键部件，运动状况和受力情况非常复杂，其可靠的质量和优越的性能是保证风力发电机组正常稳定运行的决定因素。在对叶片进行刚强度和疲劳分析时，针对按实际铺层结构建立层合单元模型存在建模过程繁琐、力学分析... 详细信息

风机叶片是捕获风能的关键部件，运动状况和受力情况非常复杂，其可靠的质量和优越的性能是保证风力发电机组正常稳定运行的决定因素。在对叶片进行刚强度和疲劳分析时，针对按实际铺层结构建立层合单元模型存在建模过程繁琐、力学分析困难、计算量大、效率低的问题，论文从工程角度出发，研究适合大型风机叶片的复合材料性能参数等效算法，并加以验证。在分析目前国内外复合纤维性能等效算法特点和适用范围的基础上，结合大型风机叶片复合纤维结构铺层复杂、非等厚度、材料正交各向异性的特点，重点研究基于子层刚度法和能量法的等效算法。根据风机叶片铺层纤维具有三个对称平面正交的性质，通过变形能守恒理论，推导出正交各向异性复合材料的刚度矩阵;对子层刚度法进行改进，由子层刚度公式求得材料的性能等效参数。根据复合材料微结构和均质等效体应力场与应变场在一定条件下相同的特点，利用变形能理论推导出性能等效参数与材料微结构变形能的关系，通过对不同形式变形能公式的转换，对能量法由二维向三维领域扩展，推导出性能参数等效算法。以某三向层合板为例，分别使用子层刚度法和能量法对其进行性能参数等效计算，并与试验数据进行对比。以某1.5MW风机叶片为对象，计算其实际铺层结构基于子层刚度法和能量法的复合材料性能等效参数，建立实际铺层结构层合单元模型和等效模型，进行静强度仿真分析;结果表明，三种情况的应力应变分布趋势基本吻合、极值接近。验证了子层刚度法和能量法这两种性能等效算法的可行性、有效性和正确性。最后，对叶片根部进行强度校核，验证了其结构设计的合理性和安全性。论文研究成果可为复合材料构件性能参数的预测提供理论基础和应用参考，为大型风机叶片的结构分析和优化设计提供一种高效实用的方法。

关键词：性能等效子层刚度法能量法复合纤维风机叶片

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轻质多孔材料微结构等效性能优化

轻质多孔材料微结构等效性能优化

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北京力学会第二十三届学术年会

作者：蔡逸如王晓军北京航空航天大学航空科学与工程学院

常用轻质多孔材料因其比强度高、比刚度高等特点,在工程中具有广泛的应用。而在结构设计中,轻质多孔材料常以等效介质的形式加以考虑,构建合理有效的性能等效方法成为首要任务。本文基于应变能等效思想建立一种特定轻质多孔材料的力学... 详细信息

常用轻质多孔材料因其比强度高、比刚度高等特点,在工程中具有广泛的应用。而在结构设计中,轻质多孔材料常以等效介质的形式加以考虑,构建合理有效的性能等效方法成为首要任务。本文基于应变能等效思想建立一种特定轻质多孔材料的力学性能等效方法,施加合理边界条件以模拟代表体元真实边界载荷,利用高斯积分将非均质应力与应变场转化为平均应力与应变场。

关键词：多孔材料高斯积分代表体元性能等效

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1.5MW风机叶片根部连接结构强度分析

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机械设计与制造 2013年第5期 207-209页

作者：孙鹏文邓海龙张兰挺王慧敏内蒙古工业大学机械学院

指在探索一种风机叶片根部复合纤维铺层连接结构强度分析方法,为设计和选材提供参考。叶片根部结构承受的载荷最大,要求其具有足够的强度和弯扭刚度。根部铺层具有一定的周期性,基于复合材料厚板结构有效弹性常数等效方法对某1.5MW风机... 详细信息

指在探索一种风机叶片根部复合纤维铺层连接结构强度分析方法,为设计和选材提供参考。叶片根部结构承受的载荷最大,要求其具有足够的强度和弯扭刚度。根部铺层具有一定的周期性,基于复合材料厚板结构有效弹性常数等效方法对某1.5MW风机叶片根部铺层材料进行了性能等效,建立了三维实体模型,确定了边界条件,在ABAQUS中分析得到了叶片根部区域和T型螺栓的应力分布。经校核,结果表明,根部铺层结构和T型螺栓均满足强度要求,验证了该方法的正确性。

关键词：叶片根部性能等效强度分析 T型螺栓复合材料

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