[发明专利]一种三腹板结构的大型风电机组叶片及组装方法

说明书

本发明公开了一种三腹板结构的大型风电机组叶片及组装方法，包括相对连接的压力面壳体和吸力面壳体，压力面壳体从前往后依次包括压力面前缘壳体和压力面后缘壳体；吸力面壳体从前往后依次包括吸力面前缘壳体和压力面后缘壳体；压力面前缘壳体和压力面中部壳体之间设有压力面主梁；吸力面前缘壳体和吸力面中部壳体之间设有吸力面主梁；压力面主梁和吸力面主梁间隙连接设有两块大腹板；其特征是，所述吸力面后缘壳体上设有吸力面副梁；压力面后缘壳体上设有压力面副梁，吸力面副梁和压力面副梁之间连接设有小腹板。本发明的好处是能够有效减小后缘空腔面积，增加了叶片后缘区域的稳定性，同时提升叶片的整体结构强度；能够提高叶片的组装效率。

技术领域

本发明属于风电机组叶片技术领域，具体是一种三腹板结构的大型风电机组叶片及组装方法。

背景技术

近些年来，随着风电产业的快速发展，风电机组对高性能、长尺寸的叶片需求日益增多，叶片已经开始向大型化发展。尽管，近年来的叶片尺寸有了巨大的提升，但叶片的结构设计仍然保留着传统的双腹板结构设计思路，即在叶片吸力面和压力面所组成的空腔内部，安装双腹板结构，且双腹板两侧通过粘接法兰分别与叶片压力面主梁和吸力面主梁粘接固定，形成连接整体。随着叶片的尺寸不断加大，叶片所承受的载荷显著提高。按照传统的双腹板结构设计的大型叶片将会形成较大的后缘空腔面积，这导致了叶片稳定性很难达到设计要求。目前叶片后缘失稳已成为大型叶片普遍存在的问题。中国专利文献CN207333111U于2018年5月8日公开了“一种风力发电机组叶片及包括该叶片的风电机组”的实用新型专利，该申请案公开了一种风力发电机组叶片及包括该叶片的风电机组，属于风电领域，所述叶片包括尾缘结构，所述尾缘结构包括压力面尾缘、吸力面尾缘和用于粘结所述压力面尾缘和吸力面尾缘的粘结层，所述压力面尾缘或吸力面尾缘的后缘区域外侧还连接有三角条芯材，所述三角条芯材用于取代尾缘结构外侧的部分三角区域以保证尾缘结构符合设计厚度及粘结层厚度小于10mm。该申请试图通过三角条芯材来提高尾缘结构的稳定性，但其存在不足之处：只提高了尾缘的连接稳定性，但是对于叶片整体的结构稳定性提高少，仍易产生后缘失稳现象；并且现有技术中叶片组装内的双腹板位置在叶片内的位置不好定位，增加了装配难度。

发明内容

基于上述问题，本发明提供一种三腹板结构的大型风电机组叶片及组装方法，能够有效减小后缘空腔面积，增加了叶片后缘区域的稳定性，同时也提升了叶片的整体结构强度。

本发明的另一个目的是能够提高叶片的组装效率。

为了实现发明目的，本发明采用如下技术方案：一种三腹板结构的大型风电机组叶片，包括相对连接的压力面壳体和吸力面壳体，压力面壳体从前往后依次包括压力面前缘壳体和压力面后缘壳体；吸力面壳体从前往后依次包括吸力面前缘壳体和吸力面后缘壳体；压力面前缘壳体和压力面中部壳体之间设有压力面主梁；吸力面前缘壳体和吸力面中部壳体之间设有吸力面主梁；压力面主梁和吸力面主梁间隙连接设有两块大腹板；其特征是，所述吸力面后缘壳体上设有吸力面副梁；压力面后缘壳体上设有压力面副梁，吸力面副梁和压力面副梁之间连接设有小腹板。

通过吸力面副梁和压力面副梁来安装小腹板，结构固定性好，方便小腹板的安装，相比小腹板在吸力面壳体和压力面壳体上的直接安装，能够提高小腹板的安装效率，防止小腹板连接处的应力集中，通过小腹板将叶片后缘空腔分割为两个小空腔，能够有效减小后缘空腔面积，有效缓解了大叶片稳定性不足的问题，增加了叶片后缘区域的稳定性；同时小腹板提高了叶片的扭转刚度，压力面副梁和吸力面副梁提高叶片的挥舞和摆阵刚度，也提升了叶片的整体结构强度。

作为优选，吸力面后缘壳体上设有吸力面副梁安装孔，压力面副梁之间设有压力面副梁安装孔；吸力面副梁填充安装在吸力面副梁安装孔内；压力面副梁填充安装在压力面副梁安装孔内。压力面副梁与压力面壳体填充安装，吸力面副梁与吸力面壳体填充安装，能够保证吸力面壳体和压力面壳体的形状完整性，过渡平滑顺畅，保证叶片外侧风力流过的平稳性；其他条件不变的情况下，叶片壳体宽度越大越容易弯曲变形，通过吸力面副梁和压力面副梁能够截断叶片后缘壳体的宽度，从而能够加强叶片的挥舞和摆阵刚度。