【技术实现步骤摘要】
兆瓦级风力发电复合材料叶片疲劳寿命的预测方法
本专利技术涉及风力发电机叶片疲劳寿命预测领域。更具体地说，本专利技术涉及一种兆瓦级风力发电复合材料叶片疲劳寿命的预测方法。
技术介绍
现有的风力机叶片疲劳寿命的预测，主要通过测量叶片表面风速，计算叶片所受载荷，或者在风力机上加装传感器来获得疲劳载荷，确定应力循环次数，最后得到疲劳寿命。然而，该预测方法未对疲劳裂纹和外物损伤缺口所带来的破坏性进行考虑，致使最终预测的疲劳寿命存在较大误差，不符合实际生产的需要，降低了叶片疲劳寿命预测在工程应用中的价值。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种兆瓦级风力发电复合材料叶片疲劳寿命的预测方法，其通过综合考虑风速中的风速、叶片的自重、叶片的疲劳裂纹以及外物损伤缺口的相互作用，减小复合材料叶片疲劳寿命的预测误差，提高其预测结果在实际生产中应用价值。为了实现本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种兆瓦级风力发电复合材料叶片疲...
【技术保护点】
1.一种兆瓦级风力发电复合材料叶片疲劳寿命的预测方法，其特征在于，包括：/n步骤一、根据气象局数据，结合复合材料温度场计算模型进行叶片温度场的计算，得到时间-叶片温度及温度梯度荷载时程曲线；/n步骤二、开发叶片-风速-风向有限元耦合动力学模型，采用预处理共轭梯度法求解耦合系统振动方程，在微机上进行叶片-风速-风向耦合系统动力仿真计算，结合步骤一中时间-叶片温度及温度梯度荷载时程曲线，得到时间梯度温度荷载下叶片各部的应力时程曲线；/n步骤三、开发考虑叶片疲劳裂纹、外物损伤缺口与风速相互作用的风速-裂纹-缺口的相互作用模型，用所述风速-裂纹-缺口的相互作用模型进行风速作用下叶片...
【技术特征摘要】
1.一种兆瓦级风力发电复合材料叶片疲劳寿命的预测方法，其特征在于，包括：
步骤一、根据气象局数据，结合复合材料温度场计算模型进行叶片温度场的计算，得到时间-叶片温度及温度梯度荷载时程曲线；
步骤二、开发叶片-风速-风向有限元耦合动力学模型，采用预处理共轭梯度法求解耦合系统振动方程，在微机上进行叶片-风速-风向耦合系统动力仿真计算，结合步骤一中时间-叶片温度及温度梯度荷载时程曲线，得到时间梯度温度荷载下叶片各部的应力时程曲线；
步骤三、开发考虑叶片疲劳裂纹、外物损伤缺口与风速相互作用的风速-裂纹-缺口的相互作用模型，用所述风速-裂纹-缺口的相互作用模型进行风速作用下叶片各部的应力时程曲线计算，结合步骤一中时间-叶片温度及温度梯度荷载时程曲线的计算结果，得到风速-裂纹-缺口作用下叶片上各部的应力时程曲线；
步骤四、用叶片-风速-风向有限元耦合动力学模型进行叶片自重荷载下叶片各部应力时程曲线的计算，得到叶片自重载荷下叶片各部应力时程曲线；
步骤五、步骤二，步骤三，步骤四中的应力时程曲线相加，得到组合载荷下叶片各部的应力时程曲线；
步骤六、用雨流计数法对步骤五中的应力时程曲线进行计算，得到组合载荷下叶片各部二维疲劳应力谱；建立等幅疲劳中值Sn-Sm-N曲面，根据Miner线性疲劳累积损伤准则，基于二维疲劳应力谱对叶片的疲劳寿命进行估算。
2.根据权利要求1所述的兆瓦级风力发电复合材料叶片疲劳寿命的预测方法，其特征在于，从气象局网站下载包括上一年度的日平均风速、日平均气温、日最低气温、日最高气温、日最大风速；借鉴工程结构物温度场研究成果，建立复合材料温度场计算模型。
3.根据权利要求1所述的兆瓦级风力发电复合材料...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨林，张国勇，
申请(专利权)人：通标标准技术服务天津有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12
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