风电叶片复合材料建模与仿真自动化_厦门双瑞.pdf

1、高效叶片设计与分析解决方案建模与计算自动化厦门双瑞风电科技有限公司筑就绿色发展之翼，助推低碳社会发展汇 报 人：张 峰汇报日期：2025年3月公 司 简 介2011/08进入日韩市场2015/04进入印度市场2015/06进入欧洲市场2015/07进入北美市场厦门双瑞风电科技有限公司致力于风力发电叶片、特种非金属制品的研制、生产、销售和服务成立于2008年隶属于中国船舶集团第七二五所双总部运营洛阳、厦门自主研发的风电叶片产品超50种，长度范围覆盖42.2-126米，产品系列囊括1.5MW-18MW陆海各大主流功率范围，适用于我国所有海上、陆上各类型风场。在我国新疆、内蒙古、辽宁、山东、江苏、福

2、建、甘肃、浙江8个省份拥有全资子分公司，辐射国内西北、华北、东南地区，产品远销德国、韩国、日本、印度等8个国家和地区规模实力产品系列目 录231541 行 业 现 状 装机量不断增加 叶片尺寸不断增大 设计复杂度不断增强1.1 叶片的设计难度和频率不断增加目前主流达到百米级，最长叶片达147m结构形式和材料种类增多，满足个性化需求叶片设计面临新挑战，需提高设计效率，适应行业发展趋势全球风能报告20241 行 业 现 状 商业软件多 使用成本高 学习成本高 数据壁垒 流程冗长 效率低下属性计算载荷计算载荷数据叶片模型划分网格结构铺层强度计算叶片初设结构校核1.2 传统叶片设计方法效率低三维模型传

3、统方法难以应对新挑战，需开发风电叶片专用设计平台，提高设计效率目 录231542 自 动 化 方 案2.1 全流程自动化方案叶片设计自动化流程长度弦长节圆功率外形生成器铺层参数生成器铺层结构生成器蒙皮主梁后缘UD叶根铺层参数测试优化气动结构优化叶片模型2D截面属性生成器有限元模型生成器损伤分析有限元模型2D截面属性BladedAnsys测试模拟测测试试大大纲纲设设计计文文件件气弹迭代结构迭代AIAI 目标：设计自动化，提高效率 方案：模块化（开发功能模块）自动化（优化串联模块）智能化（训练Ai模型）优点 扩展性强 可自由组合 兼容各类商业软件目 录23154坐标点几何网格坐标点几何网格3 建

4、模 自 动 化3.1 有限元建模的特点与新思路新思路程序直接生成网格难点先建几何，再划网格铺层：多重交错重要性定位难、分区难设计迭代重要一环结构设计FEM建模损伤分析外形：复杂曲面传统方法效率低1.插值几何外形3 建 模 自 动 化3.2 自动网格生成技术2.生成节点3.生成单元插值前插值后 设计截面准确 中间截面误差10mm叶片侧视图示意图L1L2L3L4分段拟合标记关键点生成节点 分段拟合，外形准确 样条函数，曲线光滑 关键部件边界连续 三角形单元过度均匀节点 标准翼型点3 建 模 自 动 化3.3 自动生成截面属性铺层（布盖住了那些单元）截面属性（单元盖了哪些布）层号材料号厚度1101.

5、02151.23200.5123两条弦向定位线+起止的站位弦向定位(距离合模缝的弧长)铺层定义z0z1l1l2单元形心弦向定位3 建 模 自 动 化3.4 自动化效果建模软件：操作简单、建模速度快、网格质量高、铺层准确目 录231544 计 算 自 动 化4.1 损伤计算的难点失效类型理论1屈曲特征值屈曲分析2纤维失效 最大应力3纤维间失效Puck准则4疲劳失效线性损伤累计理论5面板皱曲夹层结构理论6芯材剪切失效最大应变1.载荷种类多2.分析项目多3.铺层复杂计算量大，数据处理工作繁重极限载荷 24特征载荷 24疲劳载荷 6测试载荷 64 计 算 自 动 化4.2 计算自动化方案3.自动材料分

6、类 纤维性能表E:42,11.5,4.2,0.2,950,300,22 H:47,12.6,3.8,0.3,785,790,12 编织层数与角度表 BAX-45-E:E,45,-45TAX-45-H:H,0,45,-45 材料分组OL:BAX-45-E:BAW600_RLI,1.创建材料单元集合 材料名称：材料+部位 例如：BAW600_TOL,BAW600_LOL2.创建加载点集合 根部固定节点 载荷作用节点有限元模型载荷自动光顺自动预处理自动损伤计算4 计 算 自 动 化