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基于全尺寸试验的百米级叶片极限失效分析
Ultimate Failure Analysis of 100-meter-scale Wind Turbine Blades Based on Full-scale Testing
| 作者 | 赵建刚王博文张文伟冯学斌邓航刘鹏辉 |
| 期刊 | 太阳能学报 |
| 出版日期 | 2025年1月 |
| 卷/期 | 第 46 卷 第 8 期 |
| 技术分类 | 风电变流技术 |
| 技术标签 | 有限元仿真 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 风电叶片 复合材料 有限元分析 全尺寸试验 局部屈曲 赵建刚 王博文 张文伟 冯学斌 邓航 刘鹏辉 太阳能学报 Acta Energiae Solaris Sinica |
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为研究百米级风电叶片在组合极限载荷下的损伤响应，对时代新材TMT90 m+叶片开展全尺寸极限承载力试验。结合试验监测、应变数据解析与非线性有限元仿真，系统分析叶片失效机理。结果表明，在高载工况下，结构与材料非线性引发局部应力集中，诱发局部屈曲；部分区域提前损伤加速了刚度退化与稳定性丧失，最终导致整体断裂失效。
为研究百米级风电叶片在组合极限载荷下的损伤响应,对时代新材TMT90 m+叶片进行全尺寸极限承载力测试.通过试验监测、应变数据分析以及非线性有限元仿真对叶片的失效机理进行研究.结果表明结构非线性、材料非线性导致叶片局部区域在承载高水平载荷时出现应力集中,进而促使局部屈曲的产生,个别区域的提前失效加速了局部屈曲对局部刚度及稳定性的削弱,从而导致叶片最终的断裂失效.
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SunView 深度解读
该研究对阳光电源风电变流器产品线具有重要参考价值。通过全尺寸试验和非线性有限元分析方法，可优化我司风电变流器的结构设计和应力分布。特别是对大功率风电变流器的散热系统和功率模块布局设计，可借鉴其应力集中和局部屈曲分析方法，提升产品可靠性。研究成果可应用于：1)风电变流器功率模块的结构优化；2)大功率储能系统PowerTitan的机械应力分析；3)户外型逆变器的结构稳定性评估。这对提升阳光电源新能源产品的结构可靠性和使用寿命具有积极意义。