主要内容
• 玻璃纤维复合材料风力发电叶片的有限元模型 • 有限元模型边界条件，加载条件 • 有限元分析结果 • 碳纤维复合材料在叶片的有限元模型的应用 • 碳纤维复合材料叶片的有限元分析结果
a
1
• 玻璃纤维复合材料风力发电叶片的有限元模型
• 有限元分析软件：Abaqus 6.11 • 叶片总长度：40米 • 有限元单元类型：S4 （4节点壳体单元） • 有限元模型主要结构：形状
2. 应力分布
最大应力：9.451兆帕
3. 应变分布
最大应变：0.2739%
4. 位移分布
最大位移：1.781米
a
7
• 分析结果: edgewise静载荷条件,碳纤维
1. 叶片变性前后形状
2. 应力分布
最大应力：8.339兆帕
3. 应变分布
最大应变：0.2265%
4. 位移分布
固定根部
F1=105N
F2=3x105N
10m
30m
a
3
• 分析结果: flapwise静载荷条件,玻璃纤维
1. 叶片变性前后形状
2. 应力分布
最大应力：18.19兆帕
3. 应变分布
最大应变：0.5156%
4. 位移分布
最大位移：5.114米
a
4
• 分析结果: edgewise静载荷条件,玻璃纤维
最大位移：0.8488米
a
8
结论
在同样的加载条件下，碳纤维复合材料叶片的应力， 应变，位移均比玻璃纤维复合材料叶片小。
a
9
面壳结构（skin），主梁（shear web）等 • 有限元模型材料：玻璃纤维强化复合材料 • 复合材料纤维铺层方向：零度，正负四十五度
a
2
• 有限元模型边界条件，加载条件
条件1:固定根部，施加flapwise静载荷
固定根部
F1=105N
F2=3x105N
10m
30m
条件1:固定根部，施加edgewise静载荷
1. 叶片变性前后形状
2. 应力分布
最大应力：14.49兆帕
3. 应变分布
最大应变：0.4095%
4. 位移分布
最大位移：1.748米
a
5
• 碳纤维复合材料在叶片的有限元模型的应用
•横梁盖（红色部分）: 玻璃纤维复合材料 碳纤维复合材料
比起玻璃纤维，碳纤维具有更高 的刚度和强度。
a
6
• 分析结果: flapwise静载荷条件,碳纤维