机械工程学报
機械工程學報
궤계공정학보
CHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING
2014年
11期
17-22
,共6页
朱小军%陈雪峰%翟智%田绍华%何正嘉
硃小軍%陳雪峰%翟智%田紹華%何正嘉
주소군%진설봉%적지%전소화%하정가
风电叶片%复合材料%通用单胞模型%损伤准则%应变%光纤光栅传感器
風電葉片%複閤材料%通用單胞模型%損傷準則%應變%光纖光柵傳感器
풍전협편%복합재료%통용단포모형%손상준칙%응변%광섬광책전감기
wind turbine blades%composite materials%generalized method of cells%damage criteria%strain%fiber bragg grating
针对复合材料风电叶片在实际使用过程常常出现损伤的问题,提出一种基于细观失效准则的复合材料细观损伤分析模型.采用通用单胞模型(Generalized method of cells,GMC)对具有周期性的单向复合材料层合板进行细观建模,并且引入基于Huang模型的细观失效准则和刚度退化准则,从细观层面上分别对纤维和基体的失效模式进行表征,对4种单向复合材料层合板的渐进损伤过程进行数值模拟.在试验验证过程中,先对两种不同状态(含损伤和无损伤)的复合材料风电叶片进行了静力加载试验,采用光纤光栅传感器监测损伤对风电叶片应变的影响;然后通过典型的单向层合板的拉伸破坏试验得到的应变曲线来验证本算法的有效性.结果表明:当复合材料风电叶片中存在损伤时,将降低其承载能力,并且应变值变化明显,可以通过应变来监测叶片的健康状态;提出的模型能够通过得到的应变曲线准确地预测单向复合材料层合板的力学性能和破坏强度值.
針對複閤材料風電葉片在實際使用過程常常齣現損傷的問題,提齣一種基于細觀失效準則的複閤材料細觀損傷分析模型.採用通用單胞模型(Generalized method of cells,GMC)對具有週期性的單嚮複閤材料層閤闆進行細觀建模,併且引入基于Huang模型的細觀失效準則和剛度退化準則,從細觀層麵上分彆對纖維和基體的失效模式進行錶徵,對4種單嚮複閤材料層閤闆的漸進損傷過程進行數值模擬.在試驗驗證過程中,先對兩種不同狀態(含損傷和無損傷)的複閤材料風電葉片進行瞭靜力加載試驗,採用光纖光柵傳感器鑑測損傷對風電葉片應變的影響;然後通過典型的單嚮層閤闆的拉伸破壞試驗得到的應變麯線來驗證本算法的有效性.結果錶明:噹複閤材料風電葉片中存在損傷時,將降低其承載能力,併且應變值變化明顯,可以通過應變來鑑測葉片的健康狀態;提齣的模型能夠通過得到的應變麯線準確地預測單嚮複閤材料層閤闆的力學性能和破壞彊度值.
침대복합재료풍전협편재실제사용과정상상출현손상적문제,제출일충기우세관실효준칙적복합재료세관손상분석모형.채용통용단포모형(Generalized method of cells,GMC)대구유주기성적단향복합재료층합판진행세관건모,병차인입기우Huang모형적세관실효준칙화강도퇴화준칙,종세관층면상분별대섬유화기체적실효모식진행표정,대4충단향복합재료층합판적점진손상과정진행수치모의.재시험험증과정중,선대량충불동상태(함손상화무손상)적복합재료풍전협편진행료정력가재시험,채용광섬광책전감기감측손상대풍전협편응변적영향;연후통과전형적단향층합판적랍신파배시험득도적응변곡선래험증본산법적유효성.결과표명:당복합재료풍전협편중존재손상시,장강저기승재능력,병차응변치변화명현,가이통과응변래감측협편적건강상태;제출적모형능구통과득도적응변곡선준학지예측단향복합재료층합판적역학성능화파배강도치.
