大型风力机伞形风轮柔性连接机构设计与分析

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2013.11.010

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2013, Vol. 41 ›› Issue (11): 62-67.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2013.11.010

大型风力机伞形风轮柔性连接机构设计与分析

刘旺玉罗远强

华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州 510640

收稿日期:2013-07-24 出版日期:2013-11-25 发布日期:2013-10-11
通信作者: 刘旺玉(1966-)，女，博士，教授，主要从事现代加工方法与结构优化设计研究． E-mail:mewyliu@scut.edu.cn
作者简介:刘旺玉(1966-)，女，博士，教授，主要从事现代加工方法与结构优化设计研究．
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(50975090)

Design and Analysis of Flexible Connecting Mechanism for Large- Scale Wind Turbine with Coning Rotor

Liu Wang- yu Luo Yuan- qiang

School of Mechanical and Automotive Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510640,Guangdong,China

Received:2013-07-24 Online:2013-11-25 Published:2013-10-11
Contact: 刘旺玉(1966-)，女，博士，教授，主要从事现代加工方法与结构优化设计研究． E-mail:mewyliu@scut.edu.cn
About author:刘旺玉(1966-)，女，博士，教授，主要从事现代加工方法与结构优化设计研究．
Supported by:
国家自然科学基金资助项目(50975090)

摘要/Abstract

摘要： 通过对比两种传统柔性铰链的结构特点，基于直梁型柔性铰链设计了一种可用于风力机叶片与轮毂之间的柔性连接机构，并用 SolidWorks 进行整机的三维建模，然后导入通用有限元分析软件 ANSYS Workbench 14．0 中进行结构静力分析和模态分析．分析结果表明，所设计的柔性风力机比传统刚性风力机具有更好的柔性，在叶片与轮毂之间采用柔性连接，大大降低了风力机整机的固有频率，避免与叶片、塔架和风轮等部件发生共振，保护了各个部件，增强了风力机运行的稳定性，大大提高了其工作寿命．

关键词: 柔性铰链, 柔性风力机, ANSYS Workbench 14．0, 结构静力分析, 模态分析

Abstract:

By comparing the structural characteristics of two traditional flexible hinges,a flexible mechanism con-necting the blades with the hub of the wind turbine is designed based on straight- beam flexible hinges.Then,a 3Dmodel of the whole wind turbine is established with SolidWorks,and a structural static analysis as well as a modalanalysis is performed with the finite element software ANSYS Workbench 14.0.The results indicate that the designedflexible wind turbine is more flexible than the conventional rigid one,and that the flexible connection between theblades and the hub remarkably reduces the natural frequency of the whole wind turbine,so that it helps to avoid thesympathetic vibration between the whole turbine and the blades,the tower or the wind rotor,protect the parts,andimprove the operation stability and life of the wind turbine.

Key words: flexible hinge, flexible wind turbine, ANSYS Workbench 14.0, structural static analysis, modal analysis

刘旺玉罗远强. 大型风力机伞形风轮柔性连接机构设计与分析[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2013, 41(11): 62-67.

Liu Wang- yu Luo Yuan- qiang. Design and Analysis of Flexible Connecting Mechanism for Large- Scale Wind Turbine with Coning Rotor[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2013, 41(11): 62-67.

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大型风力机伞形风轮柔性连接机构设计与分析

Design and Analysis of Flexible Connecting Mechanism for Large- Scale Wind Turbine with Coning Rotor

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