【技术实现步骤摘要】
一种垂直轴风力机复合材料叶片打孔连接区铺层方法
本专利技术属于风力发电机叶片结构设计领域,具体涉及一种垂直轴风力机复合材料叶片打孔连接区铺层设计方法,可应用于大型H型垂直轴风力发电机复合材料叶片结构设计。
技术介绍
大型H型垂直轴风力发电机的风轮装置由叶片、连接叶片的支撑杆和主轴构成。叶片是风力发电机的关键部件,为确保叶片与支撑杆之间的连接可靠性,叶片可采用打孔(或抱箍并打孔)连接方式与支撑杆固定。风力发电机的叶片采用复合材料制造,由于叶片打孔连接区的孔周围有较大的应力集中,将明显降低叶片连接的承载能力,为提高叶片打孔连接的强度和韧性,需要对复合材料叶片打孔连接区进行铺层设计。
技术实现思路
为解决上述技术问题,本专利技术提出了一种H型垂直轴风电复合材料叶片打孔连接区铺层设计方法,通过对复合材料的铺层角度、铺层厚度和轴向长度等参数的合理设计和优化,能减缓打孔连接区周围应力集中的影响,显著提高叶片打孔连接的强度和韧性。本专利技术所采用的技术方案是:一种H型垂直轴风力机复合材料叶片打孔连接区铺层设计方法,所述复合材料叶片通过支撑杆与垂直轴风力机的主轴连接,所述支撑杆与复合材料叶片连接于复合材料叶片主梁上的叶片打孔连接区,其特征在于,所述叶片打孔连接区按照如下方式进行铺层:(1)所述叶片打孔连接区的复合材料其铺层角度、铺层厚度沿叶片厚度方向采用均衡对称设计,以减少因复合材料沿纤维方向和垂直纤维方向的热膨胀系数不同而在加热固化时产生的内应力;(2)在所述叶片打孔连接区的高应力集中部位,±45°双向布铺层比例不少于40%,0°单向布比例不低于25%,90°单向布比例10 ...
【技术保护点】
一种H型垂直轴风力机复合材料叶片打孔连接区铺层方法,所述复合材料叶片通过支撑杆与垂直轴风力机的主轴连接,所述支撑杆与复合材料叶片连接于复合材料叶片主梁上的打孔连接区,其特征在于,所述复合材料叶片打孔连接区按照如下方式进行铺层:(1)所述打孔连接区的复合材料其铺层角度、铺层厚度沿叶片厚度方向采用均衡对称设计,以减少因复合材料沿纤维方向和垂直纤维方向的热膨胀系数不同而在加热固化时产生的内应力;(2)在所述打孔连接区的高应力集中部位,±45°双向布铺层比例不少于40%,0°单向布比例不低于25%,90°单向布比例10~25%,以提高该部位极限承载力和抗疲劳性能;(3)所述打孔连接区最外层和最内层应设置双向布或三向布,不宜采用单向布,以提高连接部位的抗挤压和抗冲击性能;(4)所述打孔连接区的复合材料铺层厚度沿叶片轴向应渐变,使铺层整体刚度变化平缓;(5)所述打孔连接区的各铺层纤维应连续,不允许拼接,以保证应力的有效传递。
【技术特征摘要】
1.一种H型垂直轴风力机复合材料叶片打孔连接区铺层方法,所述复合材料叶片通过支撑杆与垂直轴风力机的主轴连接,所述支撑杆与复合材料叶片连接于复合材料叶片主梁上的打孔连接区,其特征在于,所述复合材料叶片打孔连接区按照如下方式进行铺层:(1)所述打孔连接区的复合材料其铺层角度、铺层厚度沿叶片厚度方向采用均衡对称设计,以减少因复合材料沿纤维方向和垂直纤维方向的热膨胀系数不同而在加热固化时产生的内应力;(2)在所述打孔连接区的高应力集中部位,±45°双向布铺层比例不少于40%,0°单向布比例不低于25%,90°单向布比例10~25%,以提高该部位极限承载力和抗疲劳性能;(3)所述打孔连接区最外层和最...
【专利技术属性】
技术研发人员:闫建校,陈啸,蒋大龙,
申请(专利权)人:国能风力发电有限公司,
类型:发明
国别省市:北京;11
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