CWP2025-2 大型长柔风电叶片新型失效模式分析与设计验证方法-鉴衡-谢利来.pdf

《CWP2025-2 大型长柔风电叶片新型失效模式分析与设计验证方法-鉴衡-谢利来.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《CWP2025-2 大型长柔风电叶片新型失效模式分析与设计验证方法-鉴衡-谢利来.pdf（25页珍藏版）》请在三个皮匠报告上搜索。

1、诚 信进 取创 新协 同CONTENTS目录长柔叶片结构特征01长柔叶片新型失效模式分析与设计验证方法叶片可靠性的提升020304质量质量 vs.长度长度：实际增长指数(2.02.5)理论指数(3.0)频率频率 vs.长度长度：实际衰减指数(1.0)90m长度长长20展弦比（L/C_max）15%挥舞变形率材料利用率长柔特征重量增长-40000-30000-20000-1000001000020000300004000050000020406080100120140最摆振最摆振指数(最摆振)叶片摆振载荷与长度的四次方成正比摆振载荷与长度的四次方成正比 叶片摆振疲劳载荷快速增大，已超过挥舞快速增

2、大，已超过挥舞 叶片扭转载荷MZ也逐渐增大也逐渐增大 载荷变化是引起新型失效形式的原因之一载荷变化是引起新型失效形式的原因之一?Torsion 为满足叶片的大型化，叶片弦长不断增大叶片弦长不断增大，使得叶片梁间壳体的跨度变大梁间壳体的跨度变大 叶片设计主要由主方向设计驱动，缺少弦向的设计约束缺少弦向的设计约束 叶片弦向面外变形显著增大弦向面外变形显著增大01000200030004000500060007000?L 梁间跨度增大梁间跨度增大叶片弦长不断增大叶片弦长不断增大a)面外变形b)弯扭耦合c)制造缺陷d)非结构件e)储运吊装随着叶片长度的增加，其载荷与结构的特征均发生变化，导致其出现了新

3、的失效模式，主要有以下几种：a)面外变形失效：面外变形失效：呼吸效应带来的疲劳损伤b)弯扭耦合效应：弯扭耦合效应：引起的结构失效及粘接失效c)生产制造过程：生产制造过程：公差控制及缺陷敏感度急剧上升d)非结构件风险：非结构件风险：配重、防雷等成为潜在损伤诱因e)储运吊装损伤：储运吊装损伤：储存、运输、吊装导致带伤运行新型新增-2000-1500-1000-5000500100015002000-50450950145019502450295034503950445049505450595064506950PS-ORPS-DefSS-ORSS-Def22441334夹芯结构的失效面外变形可能导致

4、夹芯结构的分层失效，特别是不同芯材过渡区域1主梁体系的失效面外变形会引起主梁粘接开裂以及主梁边缘的分层发白梁边芯材开裂主梁粘接开裂辅梁体系的失效与主梁类似，面外变形会引起辅梁区域的粘接失效与分层发白UD与芯材倒角区域开裂后缘粘接开裂后缘梁体系的失效面外变形会引起后缘粘接开裂以及后缘芯材倒角与后缘UD的分层失效-40-30-20-100102030405001020304050607080PS-MaxSS-Min相对变形摆振载荷MX摆振载荷MX是面外变形的主要载荷来源 在摆振受载时，前后缘壳体均会发生面外变形，在疲劳循环载荷作用下，就会形成“呼吸效应”就会形成“呼吸效应”在实际工程中，应重点关注

5、摆振载荷引起的面外变形所带来的疲劳损伤面外变形所带来的疲劳损伤 结构设计中应结合面外变形分析，确保结构定位的合理性，如将辅梁与BC小腹板布置在后缘面外变形最大的区域，为壳体提供最有效的支撑。辅梁与BC小腹板布置在后缘面外变形最大的区域，为壳体提供最有效的支撑。设计中应考虑叶片角度载荷下的面外变形角度载荷下的面外变形-2000-1500-1000-500050010001500200005001000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000SS-ORSS-Def+法向位移以及相对位移差异不大法向位移以及相对位移差异不

6、大-1000-800-600-400-20002004006008001000-500050010001500200025003000350040004500SS-ORSS-DefPS-ORPS-Def+-扭转载荷作用下，截面产生一致的面外变形-120-100-80-60-40-2002040608010005101520253035404550556065707580PS-MaxSS-Min相对变形扭转载荷引起的面外变形绝对值较大，相对值较小 区别于摆振载荷引起的面外变形，扭转引起的面外变形是一侧向外，一侧向内，具有同步性面外变形是一侧向外，一侧向内，具有同步性 采用相对位移作为指标的面外变