基于ANSYS的大型風(fēng)機(jī)葉片建模研究

 
    為了使計(jì)算結(jié)果合理準(zhǔn)確，ANSYS在選定SHELL91的夾芯結(jié)構(gòu)功能時(shí)附加了一些限定條件：
    (1)夾芯與整個(gè)夾芯復(fù)合板的厚度比值最好≥5/6，但必須≥5/7，如圖5所示；
    
    (2)蒙皮與夾芯楊氏模量得到比值最好在100~10000范圍內(nèi)，但必須在4~1000000內(nèi)；
    (3)在彎曲載荷作用下的曲率半徑與夾芯復(fù)合板厚度的比值最好≥10，但必須≥8。
    風(fēng)機(jī)葉片的主梁和蒙皮采用非等厚度復(fù)合材料鋪層結(jié)構(gòu)，如圖6所示。在葉根處的復(fù)合材料鋪層高達(dá)100多層，厚度也達(dá)到最大值，從葉根開始沿展長方向蒙皮厚度先減小后增大，在葉片中間保持不變，趨于葉尖時(shí)蒙皮厚度逐漸減至最小值，而在前后緣的蒙皮增強(qiáng)部位，也是非等厚度復(fù)合材料鋪層結(jié)構(gòu)。因此為了模擬葉片的實(shí)際鋪層結(jié)構(gòu)，根據(jù)蒙皮的不同厚度劃分區(qū)域，設(shè)置了不同的實(shí)常數(shù)，每個(gè)實(shí)常數(shù)都包括相應(yīng)的材料性能參數(shù)、鋪層角和鋪層厚度。本例在統(tǒng)計(jì)完葉片的實(shí)際鋪層后做了部分簡(jiǎn)化，一共設(shè)置了100多個(gè)實(shí)常數(shù)，每個(gè)實(shí)常數(shù)都是對(duì)應(yīng)于不同區(qū)域。