[发明专利]风电叶片叶根铺层设计方法及风电叶片叶根结构

说明书

本发明提供一种风电叶片叶根铺层设计方法及风电叶片叶根结构，其中风电叶片叶根铺层设计方法包括：根据叶根部位载荷分布，将叶根部位划分为多个区域；根据各区域的载荷特点，分别确定各区域的铺层参数。本发明提供的一种风电叶片叶根铺层设计方法及风电叶片叶根结构，提出根据叶根部位的载荷分布采用增强层的分区域设计铺设，从而可根据实际受载特点，对叶根不同部位的增强层设计进行优化，可使叶根增强层提供叶根刚度的同时，实现轻量化设计，有利于减少铺层材料用量、降低成本以及减轻重量。

技术领域

本发明涉及风电叶片技术领域，尤其涉及一种风电叶片叶根铺层设计方法及风电叶片叶根结构。

背景技术

随着技术的不断升级，风电叶片正朝着大型化方向快速发展，90余米的叶片已进入量产阶段。叶根是将叶片所受外载从主梁传递到叶根连接及轮毂的关键部位，其受力相对复杂。叶片的载荷分布从叶根到叶尖逐渐减小，叶片的刚度分布也应呈递减趋势，叶根增强层的层数从根部沿叶展向逐渐减少。

叶根增强层包括外增强层和内增强层，常规的叶片叶根增强层设计沿叶片根部满铺，如图1所示。现有风电叶片叶根铺层采用玻纤布从前缘轮廓线往后缘轮廓线满铺，不利于叶片减重。

发明内容

本发明提供一种风电叶片叶根铺层设计方法及风电叶片叶根结构，用以解决现有风电叶片叶根铺层采用玻纤布从前缘往后缘满铺，不利于叶片减重的问题，实现风电叶片叶根铺层的轻量化设计。

本发明提供一种风电叶片叶根铺层设计方法，包括：根据叶根部位载荷分布，将叶根部位划分为多个区域；根据各区域的载荷特点，分别确定各区域的铺层参数。

根据本发明提供的风电叶片叶根铺层设计方法，将叶根部位划分为多个区域具体包括：将叶根部位的吸力面和压力面分别沿弦向划分为多个区域。

根据本发明提供的风电叶片叶根铺层设计方法，将叶根部位的吸力面和压力面分别划分为三个区域，三个区域包括：沿弦向位于中间的第一区域、位于第一区域前缘的第二区域以及位于第一区域后缘的第三区域。

根据本发明提供的风电叶片叶根铺层设计方法，根据各区域的载荷特点，分别确定各区域的铺层参数具体包括：各区域的铺层参数包括铺层层数及铺层展向长度，根据各区域的载荷值确定铺层层数和铺层展向长度。

根据本发明提供的风电叶片叶根铺层设计方法，分别确定各区域的铺层参数之后还包括：获得铺层铺设后叶根部位的应力应变值；根据叶根部位的应力应变值，优化调节各区域的铺层，使得各区域的应力应变值均处于预设范围。

根据本发明提供的风电叶片叶根铺层设计方法，分别确定各区域的铺层参数之后还包括：获得叶根部位各区域铺层的性能参数；根据各区域铺层的性能参数优化调节各区域铺层；其中，铺层的性能参数包括：疲劳失效参数，纤维间失效参数、纤维失效参数以及屈曲稳定性失效参数。

本发明还提供一种基于上述风电叶片叶根铺层设计方法的风电叶片叶根结构，其中，叶根部位设有铺层，叶根部位划分为多个区域，不同区域铺层的铺层参数不同。

根据本发明提供的风电叶片叶根结构，所述叶根部位的吸力面和压力面分别沿弦向分为了多个区域。

本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述风电叶片叶根铺层设计方法的步骤。

本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述风电叶片叶根铺层设计方法的步骤。

本发明提供的一种风电叶片叶根铺层设计方法及风电叶片叶根结构，提出根据叶根部位的载荷分布采用增强层的分区域设计铺设，从而可根据实际受载特点，对叶根不同部位的增强层设计进行优化，可使叶根增强层提供叶根刚度的同时，实现轻量化设计，有利于减少铺层材料用量、降低成本以及减轻重量。