基于水平轴风力机桨叶结冰的振动模态分析

针对水平轴风力机桨叶片,在结冰条件下进行了三维有限元模态仿真,并对桨叶片结冰后是否能引起桨叶片结构共振进行分析,对桨叶片固有频率进行了对比。根据研究内容,首先确定桨叶片的几何参数,并通过pro/e软件绘制叶片的三维实体图。主要通过fluent软件对三维桨叶片进行结冰模拟,之后采用ansys结构分析软件对结冰后的桨叶片进行仿真,提出分块法blocklanczos对叶片进行重力预应力模态分析,应用多体动力学的方法,材质采用玻璃钢,确定叶片的各阶模态振型、频率、最大变形量,得出了叶片的前10阶模态数值与分析结果,并对结果进行了分析比较。结果显示结冰后叶片的主要振动形式为摆振和挥舞,有较强的抗扭转能力,设计中应加强叶片的弯曲刚度,这为风力机叶片的设计和优化提供了参考。