风力发电机组的大型化使得叶片气弹问题成为造成叶片疲劳破坏、使用周期缩短的主要原因,而近年来压电材料在主动控制领域的应用有效的解决了这一问题。为了研究压电陶瓷对叶片动态稳定性的影响,本文在现有颤振控制研究的基础上以8MW风力机为研究对象,在铺层中加入压电陶瓷片,研究其铺设位置对叶片颤振的抑制效果,并通过搭建悬臂梁动力学实验平台探讨压电材料对变厚度柔性结构的适用性,具体内容如下:1、基于BEM理论对8MW风力机叶片进行了气动设计,并利用数值模拟方法验证了所设计叶片的正确性及额定工况下叶片的气动性能。结果表明:叶片轴向力从叶根至叶尖呈先增后减趋势,至72m附近达到最大值,而切向力整体并无明显变化;xz平面内的速度扩散随至轮毂中心距离的增加而逐渐加深,2D时几乎扩散至整个静止域;叶片上下表面压差随半径的增大而增大。2、就压电陶瓷片铺设位置设计了五种方案下的风力机叶片,对比研究了压电材料对叶片结构性能的影响。结果表明:铺设压电材料可增大叶片固有频率;在静载荷作用下,五种方案的叶片均能在不同程度上增大叶片刚度、减小叶尖最大位移,效果最佳的是沿叶片展向全部铺设的方案;在瞬态载荷作用下,五种方案的叶片能有效减小叶尖振幅及到达稳态所需的时间,其中于叶片40%~1处铺设压电材料对颤振的抑制效果最佳。3、将压电陶瓷片引入等、变厚度悬臂梁的实验研究,对比分析了压电陶瓷对等变厚度悬臂梁特性的影响。结果表明:静态载荷下,添加压电陶瓷片后的等、变厚度悬臂梁自由端位移和应变值均有明显减小;动态载荷下,随着激振频率的增加,悬臂梁振动逐渐从低频大振幅运动转变为高频小振幅运动,且在压电陶瓷片所能承受的电压范围内,电压越大对振幅的减小程度越高。本文针对压电材料应用于风力机叶片的主动控制进行了研究,得到了压电陶瓷的合理铺设方案及对于叶片的抑颤效果,为大型风力机叶片颤振的主动控制及安全运行提供了参考依据。