4 应变载荷方程&损伤模型
①载荷模型建立
图5 叶片载荷模型
IEC61400-1标准要求,叶片载荷计算需要按照图15坐标系进行。其中X方向为挥舞方向,Y方向为摆振方向,Z方向为叶片轴向。对于叶片每一个截面来讲,作用在风机上的力可以用叶片元素理论来确定,β是叶片的浆距角,φ是入流角,c是翼型弦长。
Ø 气动力载荷
应用动量定理可以计算出不同半径下空气动力对叶片的作用力,作用在叶轮上的空气动力是风力机最主要的动力来源,目前计算作用翼型上的空气的主要理论依据是叶素理论。在上面的设定的坐标系中,作用在叶片单位长度的空气动力载荷为:
式中,P 为截面压力重心,C 为扭转中心,ρ为气动中心与旋转中心连线与翼型弦线的夹角,dpc为气动中心为旋转中心的直线距离。