2011年第12期（总第168期）
应用能源技术
1.5MW风力机叶片变形的分析
张再明"，吴双群，赵丹平"，魏伟伟
（1.内蒙古工业大学能源与动力工程学院，呼和浩特010051；
2.安琪酵母（滨州）有限公司，滨州256651）
摘要：影响风力机叶片变形的载荷源主要是空气动力载荷、离心力载荷以及重力载荷。讨论了一种风力机叶片变形的计算方法，首先将叶片简化为悬臂渠进行初步分析并得出剪力和弯矩，然后进一步将悬臂渠离散化，通过对离散化节点的分析得出叶片各裁面的变形。静载实验针对某1.5MW叶片的六个截面展开，测试了某叶片模型在其设计风速时各剖面的变形量。通过实验验证了文中计算方法的可靠性，并对实验和计算结果进行对比分析。
关键词：风力机叶片；设计风速；悬臂渠；变形
中图分类号：TK89.1.2
文献标志码：B
文章编号：10093230(2011)12002504
Analysis of a 1.5 MW Wind Turbines Blade Displacement
ZHANG Zai-ming', WU Shuang-qun', ZHAO Dan-ping', WEI Wei-wei?
(1.College of Energy and Power Engineering,Inner Mongolia University of Technology, Hohhot 010051,China;2.Angel Yeast (Binzhou) Co.,Ltd,Binzhou 256651, China)
Abstract: A wind turbine blade influence on the displacement of the load the main source is the air power load, the centrifugal force load and the gravity load. Discusses a wind machine leaves the calculation method of displacement, first to simplify the cantilever beam blade preliminary analysis and that the shear and moment, and then further the cantilever beam discretization, through to the discretization node of the analysis of the blade section displacement. The static load experiment in a 1. 5 MW the leaves of the six section launched, for a leaf model test in its design wind speed for each profile of the displacement quantity. Through the experimental results verify the reliability of this
calculation method, and the results of experiment and calculation are compared and analyzed. Key words: Wind turbine blade; Design wind speed; Cantilever beam; Displacement
0引言
载荷作用下的叶片变形不可避免，叶片越长变形越为明显，风电技术标准要求，运行于极限状态下的风力机要避免叶片与塔架的碰撞，所以，对于叶片的变形分析尤为重要。尤其对于大型风电机组，其叶片一般较长，另外大型风力机叶片一般为梁、壳结构，这种叶片整体刚度较低同时叶片变形也较大，风力机叶片变形分析的可靠性要有所保证。
收稿日期：2011-11-08
修订日期：2011-1121
作者简介：张再明（1987－），男，内蒙古工业大学硕士研究
生，主要从事风力机方面的研究。
万方数据
1载荷 1.1载荷源
25
载荷风力机叶片的载荷情况复杂，主要有空气动力、离心力和重力。在对其载荷分析过程中，往往需要建立合适的坐标系以便开展分析计算工作。
如下图1所示，坐标系的原点位于叶片根部，
随风轮旋转，其三个坐标轴分别记为X、Y、Z。 1.1.1空气动力载荷
负载的主要载荷来源是空气动力载荷，空气动力载荷是空气流经叶片时产生，假设叶片处于均匀稳定气流场中并忽略叶片的锥角、俯仰和偏