风力机叶片气动弹性剪裁研究进展.pdf

风力机叶片气动弹性剪裁研究进展 ＊ 李晓拓， 祝颖丹， 颜春，范欣愉 （中国科学院宁波材料技术与工程研究所，宁波 315201) 摘要：本文首先简要阐述了气动弹性剪栽的起源及其在飞机设计中的应用， 然后根据气动弹性剪栽在风力机叶片中的应用目的，着重综述了气动弹性剪栽在凤力机叶片的性能、成本、结构设计和制造工艺几个方面的最新研究进展， 最后 ，本文对气动弹性剪栽在风力机叶片中的研究进展进行了总结并展望了其在风力机叶片中的应用前景。 1前言 风力机叶片是风电机组最关键的部件之一， 其成本约为整机成本的20％左右，叶片的可靠性、载荷、重量和功率系数直接影响了整机的发电效率和工作性能，在很大程度上决定了风电开发的综合成本。 而且，研发超大型离岸海上风机系统以进一步降低风电成本已成为世界风电强国的技术发展方向和趋势，但是海上恶劣的风况（尤其是瞬时强风）对叶片技术提出了更高的要求。 因而， 采用新技术降低叶片载荷、提高风力机叶片可靠性、减轻重量和提高功率系数成为风力机叶片理论与工程应用技术研究的重要课题，而气动弹性剪裁技术就是其中最有潜力的技术之一。 气动弹性剪裁的概念最早于 1986 年由 Shirk 等在从eroelastic Tailoring-Theory, Practice, and Prom-l沁》 （“ 一文中提出。 该文中将气动弹性剪裁定义为通过材料的刚度方向性控制结构的动静态气动弹性变形， 以最小重量满足强度和工艺要求的前提下提高发散速度、提高颤振速度、减小机动载荷和提高升阻比等飞机性能的一种设计方法。 由气动弹性剪裁的定义可知，气动弹性剪裁最初仅仅只应用千飞机设计，如喷气式飞机机翼和直升机桨叶的设计。 国外对于气动弹性剪裁在喷气式飞机机翼设计中的研究，在参考文献[1]中做了详尽综述。 文中详细描述了气动弹性剪裁的理论基础、在喷气式飞机设计中的应用以及发展前景。