随着人们和社会对用电需求的增加,使得对风电容量的要求也不断增加。因此人们开始尝试开发大型的风力机以供应用电需求,这就需要对叶片的要求也增加。作为风力机的核心部分叶片,它的长度和重量制约着风力机的安全和经济问题。叶片的研究关系到风电机组的使用程度,而且对其使用性能有着不可忽视的作用。中国是能源的主要消费国,近年来,风电由于政府的支持而快速发展,但和风力发电发达国家的技术相比,兆瓦以上风力发电设备设计技术参考进口,特别是风电关键部件叶片基本依赖于国外技术。因此,研究属于国家自己的风电技术,加强风能源的开发利用已成为当务之急。本课题来源兰州市科技局计划项目“兆瓦级水平轴风力发电机组设计关键技术研究”(2013-4-11)。关键是针对叶片设计的研究,其核心内容是:首先,依据叶片设计的基本理论和方法,对其进行初步基本的气动设计和结构设计。结合UG三维软件对风力机叶片进行三维实体建模,为叶片的有限元分析以及铺层优化工作打好基础。其次,通过有限元软件建立叶片有限元模型。根据有限元分析理论对叶片分别进行静强度分析、模态分析和稳定性分析,确保设计的叶片符合强度、刚度、稳定性等要求。最后,在叶片铺层理论的基础上对叶片的剪切腹板和蒙皮进行铺层优化,使叶片可以更好地适应其实际运行环境。本课题通对叶片的外形和内部结构进行了设计,并对其部分结构进行了优化,最后通过分析得出所设计的叶片满足设计要求,并且优化后的叶片可以更好适应环境。