一种风力发电叶片制造技术

本实用新型专利技术公开了一种风力发电叶片，包括蒙皮、大梁和腹板，所述大梁位于叶根的宽度大于位于叶尖的宽度。本实用新型专利技术提供的风力发电叶片，大梁位于叶根的宽度大于位于叶尖的宽度，即大梁的展向外形和截面外形类似于梯形结构，该结构形式可最大限度地提高叶片挥舞方向的弯曲刚度，从而在满足叶片结构性能的前提下，能够减少大梁的铺层厚度及壳体夹芯材料的厚度，降低了叶片重量，降低了生产成本。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及风力发电设备
，更具体地说，涉及一种风力发电叶片。
技术介绍
随着常规化石能源的枯竭和生态环境的恶化，以风力发电为代表的可再生能源的开发和利用，受到了世界各国政府的重视。经过最近20多年的发展，风电产业正在成为一个迅速增长的新兴产业。世界风电产业的迅猛发展带动了风电机组及其上游产业链的快速发展。叶片是风力发电设备的关键部件，其制造成本占风电设备总成本的20% 30%。 叶片结构是叶片捕获风能的保证，直接影响风电机组的运行寿命。如图I和图2所示，目前， 市场上使用的叶片，其大部分结构都是由蒙皮(1、3)、大梁2、腹板4等组成。蒙皮主要作用是提供气动外型，并承担部分弯曲荷载和大部的剪切荷载，蒙皮的夹层结构部分，为提高结构的抗屈曲失稳能力。大梁是主要承力结构，承载叶片的大部弯曲载荷。腹板置于叶片空腔内，支撑大梁，主要是为了提高刚度，防止局部失稳。目前，叶片正在朝着大型化的方向发展,而叶片的重量也随之增加,对于叶片的大梁结构，使用较多的是采用等宽度纤维布预先灌注成型，占据了叶片很大一部分重量，随着叶片的大型化，大梁的厚度及重量会进一步的增加，这不仅会导致叶片载荷增加，也会增大灌注工艺产生缺陷的风险。随着叶片重量的不断增加，因重量引起的载荷增加会随着叶片尺寸的加大越来越明显地制约叶片的大型化发展。因此，如何减少大梁铺层厚度和夹芯材料的用量，从而减少叶片重量，降低成本， 成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供了一种风力发电叶片，以提减少大梁铺层厚度和夹芯材料的用量，从而减少叶片重量，降低成本。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案一种风力发电叶片，包括蒙皮、大梁和腹板，所述大梁位于叶根的宽度大于位于叶尖的宽度。优选地，在上述风力发电叶片中，所述大梁的宽度由叶根到叶尖逐渐减小。优选地，在上述风力发电叶片中，所述大梁为梯形结构。优选地，在上述风力发电叶片中，两个所述腹板的间距随所述大梁的宽度的减小逐渐减小。优选地，在上述风力发电叶片中，所述大梁的厚度由叶根到叶尖逐渐减小。从上述的技术方案可以看出，本技术提供的风力发电叶片，大梁位于叶根的宽度大于位于叶尖的宽度，即大梁的展向外形和截面外形类似于梯形结构，该结构形式可最大限度地提高叶片挥舞方向的弯曲刚度，从而在满足叶片结构性能的前提下，能够减少大梁的铺层厚度及壳体夹芯材料的厚度，降低了叶片重量，降低了生产成本。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为现有技术的风力发电叶片的截面结构示意图；图2为现有技术的风力发电叶片的截面结构示意图；图3为本技术实施例提供的风力发电叶片的截面结构示意图；图4为本技术实施例提供的风力发电叶片的结构示意图。具体实施方式本技术公开了一种风力发电叶片，以提减少大梁铺层厚度和夹芯材料的用量，从而减少叶片重量，降低成本。下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图I-图2，图3为本技术实施例提供的风力发电叶片的截面结构示意图；图4为本技术实施例提供的风力发电叶片的结构示意图。本技术实施例提供的风力发电叶片，包括蒙皮I、大梁2和腹板4，其中，大梁 2位于叶根的宽度大于位于叶尖的宽度。本技术提供的风力发电叶片，大梁2位于叶根的宽度大于位于叶尖的宽度， 即大梁2的展向外形和截面外形类似于梯形结构，该结构形式可最大限度地提高叶片挥舞方向的弯曲刚度，从而在满足叶片结构性能的前提下，能够减少大梁2的铺层厚度及壳体夹芯材料的厚度，降低了叶片重量，降低了生产成本。大梁2的宽度由叶根到叶尖逐渐减小，大梁2整体为梯形结构。本技术对大梁 2的设计是借助通用有限元软件和优化软件而实现的，首先，依据常用的叶片结构形式，通过有限元软件的二次开发，实现叶片结构有限元建模的参数化；然后，通过自由尺寸优化、 尺寸优化等方法，设置优化变量、约束条件及优化目标，经迭代计算初步确定叶片的结构尺寸、厚度、位置及铺设角度；最后，根据优化计算结果，剔除计算结果中的次要影响因素，对叶片结构进行详细设计，并校核叶片的刚度、强度、稳定性及疲劳寿命，依据校核结果微调叶片结构直至确定最终的设计方案。两个腹板4的间距随大梁2的宽度的减小逐渐减小，大梁2的厚度由叶根到叶尖逐渐减小。蒙皮中的夹层结构、腹板的数量、腹板的铺设材料及角度、腹板的设计位置由所述叶片的强度及稳定性计算结果确定。本技术通过该方法确定的叶片结构，能最大限度地提高叶片挥舞方向的抗弯刚度和抗屈曲失稳能力。该结构在满足叶片结构性能的前提下，减少了大梁铺层厚度和夹芯材料的用量，从而减少了叶片重量，降低了成本；另外，在生产过程中，因大梁铺层厚度的减小也会降低灌注工艺产生缺陷的风险，甚至可以将大梁与壳体一起灌注成型，省掉了单独预制大梁的过程，节约了生产成本。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电叶片，包括蒙皮(I)、大梁(2)和腹板(4)，其特征在于，所述大梁(2) 位于叶根的宽度大于位于叶尖的宽度。2.如权利要求I所述的风力发电叶片，其特征在于，所述大梁(2)的宽度由叶根到叶尖逐渐减小。3.如权利要求2所述的风力发电...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳交通，冯学斌，彭超义，曾竟成，罗华阳，邓航，
申请(专利权)人：株洲时代新材料科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：