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风能作为可再生的清洁绿色能源，在全球能源领域创造了最快的增长速度。作为捕获风能的关键部件，风机叶片的运动状况和受力情况非常复杂，其可靠的质量和优越的性能是保证风力发电机组正常稳定运行的决定因素。大型风机叶片复合纤维铺层结构复杂，其性能随不同的铺层角度、铺层顺序和铺层厚度而变化的。论文从工程实际出发，以某1.5MW风机叶片为例，研究铺层参数对复合纤维风机叶片性能的影响，在此基础上，对其进行结构优化和强度校核。论文完成的主要工作如下：论述了复合纤维铺层基本设计原则，归纳总结了复合纤维层合板的基本结构形式及标记方法。采用Bladed软件模拟计算风机叶片载荷，并筛选出其中的载荷极值。借助ABAQUS层合板模块，对风机叶片进行分块处理，然后将叶片每层复合纤维布视为均匀的正交各向异性材料，为最大限度地真实模拟叶片铺层结构，依据铺层方案采用壳单元建立了风机叶片的实体模型。提出了按距离分块建模和按玻璃纤维布位置分块建模两种不同的风机叶片建模方法，通过结构仿真，对比分析应力应变分布，可知二者的最大应力和最大位移基本相等，说明这两种建模方法是等价的。通过实例仿真，对某1.5MW风机叶片采用的单轴向布、双轴向布和三轴向布的基本性能进行对比分析，得出了双向布[(±45°)]替代两个单向布[+45°/-45°]可提高构件的力学性能；等厚度的三向布[(0°,±45°)]可以替代等厚度的单向布；等厚度的三向布[(90°,±45°)]可以替代等厚度的单向布且性能得到提升。等层数的三向布[(90°,±45°)]替代等层数的单向布应具体问题具体分析。分别设计了不同铺层角度、不同铺层顺序和不同铺层厚度的典型铺设方案，通过结构仿真，分析了铺层参数对叶片性能的影响，得出了宏观性的规律。依据单双三轴向布的基本性能和铺层参数对叶片性能影响的宏观性规律，设计了四种典型的铺层方案，通过仿真对比分析，确定了优化铺层方案。利用Tsai-Wu张量理论对优化铺层的主要材料进行了强度校核，验证了其结构设计的合理性和安全性。