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2.5MW大型风力发电机组机舱罩的研制

2014-07-01 来源:南车株洲电力机车研究所风电事业部作者:张奇虎 杨胜 宋加佳 钟杰 浏览数:1682


  实心层压板方面:根据初步设计计算,玻纤层压板连同胶衣层厚度为8.0mm。面板性能其压缩强度σb 为100MPa,试验的离散系数Cv为 7.2%,拉伸强度σt 为 150MPa,离散系数Cv 为7.0%;弹性模量Ef 为10GPa,泊松比为 0.25。纬向芯子剪切强度τt 为1.5MPa,剪切模量GC为30MPa;经向芯子剪切强度τc 为1.0MPa,剪切模量GC 为 18MPa。
  加强筋方面:因断面为矩形,泡沫芯或空心的,壁厚为 12mm,机舱罩沿宽度方向布置了10 根加强筋,沿长度方向布置了2 根。加强筋的性能:拉伸强度为 220MPa,压缩强度为 200MPa, 离散系数为 7.0%,弹性模量为 10GPa,泊松比为 0.22。
  经过对此机舱罩的挠度的计算,最大挠度为0.306%,小于 0.5%;强度方面:经计算层压板结构面板的最大压应力为13.227MPa,比其设计值Rd=31.327(35.09)MPa 小得多;加强筋上的最大拉伸应力为43.128MPa,也远比加强筋的拉伸应力设计值Rd=69.27(77.57)MPa 小。稳定性方面:主要由机舱罩迎风面产生风压,对上、下盖板、侧板产生轴向压力而可能产生的失稳,加之上、下盖板、侧板还有风压(负压)作用。计算得σcr=33.763MPa, 临界应力远比轴向压应力大,侧向载荷和轴向压力联合作用下,其临界准则为:

  经过计算可得出以下结论:
  (1)以52.5m/s 风速, 最大挠度为29.208mm, 相对最大跨距的0.306%,满足技术要求。
  (2)层压板结构面板的最大压应力为13.227MPa, 为其设计值42.22%,强度是很富裕的。
  (3)采用联合稳定准则,计及上、下盖的侧向载荷后,远小于 1,轴向压力稳定性很好。
  3. 制造工艺
  相较1.5MW 风电机组机舱罩,2.5MW 风电机组舱罩尺寸更大大、精度要求更高,为有效的提高其力学性能,在制造过程中采用最新式的一体成型的工艺,通过真空导入的方式将树脂注入成型,整个制造过程较传统手糊工艺简易且内部树脂固化成型连接致密度高。

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机舱罩
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