[发明专利]基于大型风力发电叶片的阳模模具系统的载荷分布计算方法

摘要

本发明提出了一种大型风力发电叶片阳模模具系统的载荷分布计算方法。这种方法在将阳模系统分成支撑钢架、截面线切割钢板及阳模表面玻壳三部分的基础上，将阳模表面玻壳划分为玻壳代木层、玻壳玻璃钢层及玻壳方钢层三层结构。首先对支撑钢架和截面线切割钢板分别进行载荷分布求解；然后对阳模玻壳的三层结构分别进行载荷分布计算，计算过程中通过采用沿叶片长度方向等间距划分阳模玻壳进而对各小块进行离散求解并叠加计算的方法进行处理，把计算出的三层结构的离散载荷再一次进行叠加，通过软件matlab进行离散点的曲线拟合，最终得到阳模系统表面玻壳的载荷分布函数及分布曲线。这种方法的特点是，计算简单，精度较高。

主权项

1.一种大型风力发电叶片阳模模具系统的载荷分布计算方法，其特征在于具体步骤如下：(1) 选取风力发电叶片；(2)随形支撑钢架的载荷分布计算，利用ANSYS的APDL建立随形有限元模型，设置重力后由ANSYS软件本身自行计算载荷分布，控制密度为7800KG/m3、泊松比为2.1E11、单元类型为BEAM188；(3) 截面线切割钢板载荷分布计算，截面线切割钢板视作位于不同截面的点载荷，不为连续载荷分布；对于单个截面线切割钢板的重量载荷计算方法，使用AUTO CAD中AREA命令测得每个截面的面积，代入公式(1)分别求出各个选定截面的载荷；(公式1)给定钢板厚度8mm，密度7800KG/m3；(4) 玻壳代木层、玻壳玻璃钢层、玻壳方钢层载荷分布函数计算，由于玻壳代木层、玻壳玻璃钢层和玻壳方钢层外形不规则，通过采用沿叶片长度方向等间距划分玻壳代木层、玻壳玻璃钢层、玻壳方钢层，得到若干小块，对各小块进行离散求解并叠加计算的方法进行处理，把计算出的三层结构的离散载荷再一次进行叠加，从而得到了选定位置的离散载荷值，通过软件matlab进行离散点的曲线拟合，最终得到阳模系统表面玻壳的载荷分布函数及分布曲线，具体计算方法采用公式(2)进行计算：,  i=1,2,3. （公式2）其中，表示阳模玻壳载荷分布函数；为材料密度，为重力加速度；分别表示阳模玻壳各层结构的载荷分布函数；分别表示阳模玻壳各层结构的厚度；分别表示阴模玻壳各层结构等间距离散后各小块的表面积； (5) 在阳模模具系统的制作过程中，首先将随型支撑钢架固定在地基上，然后在支撑钢架上面沿叶片长度方向等间距焊接截面线切割钢板，最后在截面线切割钢板上部铺设阳模表面玻壳，即依次铺设玻壳方钢层、玻壳玻璃钢层及玻壳代木层。