风电叶片是风电机组的核心部件,工作环境恶劣,承受着复杂的载荷工况。随着风电机组功率需求的不断增长,风电叶片的尺寸随之增大,导致其发生疲劳破坏的概率相应增高,所以对风电叶片疲劳性能的研究至关重要。针对目前大部分风电叶片疲劳寿命分析都是以单轴模型为基础的粗略计算现状,本文以复合材料的多轴疲劳理论为切入点,以1.5MW风电叶片为研究对象,对其多轴疲劳的寿命预测进行了研究。本文主要研究内容及结论包括:(1)风电叶片多轴疲劳损伤模型的选取。从风电叶片疲劳寿命预测现状出发,对比了多轴应力下复合材料常用失效准则的优缺点,并结合实际的工程应用背景,选取了计算方便、可靠性较高的复合材料多轴疲劳损伤模型,并将此模型应用在风电叶片多轴疲劳寿命计算中。(2)风电叶片载荷计算及危险截面应力的获取。对风电叶片载荷情况进行了分析,在此基础上利用风电行业专业软件GH bladed对不同风速下风电叶片的载荷大小进行了计算。并提取了风电叶片相应翼型数据,计算得到三维空间坐标,利用计算机三维软件建立其几何模型。然后,结合有限元方法,对风电叶片材料性质及铺层进行了设置,将在不同的运行风速下得到的载荷值,进行对应加载从而求解出风电叶片危险截面的应力。(3)风电叶片多轴疲劳寿命的计算及分析。结合该风电叶片复合材料的疲劳性能S-N曲线,利用危险截面应力值及多轴疲劳损伤模型,对风电叶片多轴疲劳寿命进行了计算,并与单轴计算结果相互对比。结果表明,单轴疲劳寿命预测模型忽略了风电叶片切向和横向的疲劳损伤,将会导致风电叶片的疲劳寿命估计值过高,多轴疲劳寿命计算方法则更为准确。因此,本文提出的多轴疲劳寿命预测方法能较为准确的对风电叶片疲劳寿命进行计算,此方法具有系统性好,可靠性高且便于实际应用的优点,对风电叶片的前期结构设计和可靠性分析具有一定的指导价值。