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風力發電葉片主梁彎扭耦合設計研究

2009-06-17 來源:互聯網 瀏覽數:4752


    至此得出了單向層層合板耦合控制參數最簡潔的表達式,分析式(23)和式(24),式中Qij(i,j=1,2,6)是層合板鋪層模量分量,只與材料本身和鋪層角有關,即耦合控制參數α只與鋪層材料有關,而與幾何形狀參數無關。為了驗證材料對彎扭耦合的影響,選擇了兩種材料進行對比,一種是玻纖單向布,一種是碳纖布,材料性能參數見表1。[-page-]

        
    下面分兩種情況進行討論,一種為鋪層角θ=0°,一種為鋪層角θ≠0°。

                
    當θ=0°時,如圖1所示,坐標系方向與鋪層主軸方向一致,Qij(i,j=1,2,6)為層合板單層正軸模量分量,則有:

    
    由表1,并聯立式(21)和式(25)即可得到耦合控制系數α=0。
    當時θ≠0°,如圖2所示,坐標系方向與主軸成一夾角θ(鋪層角)。Qij(i,j=1,2,6)為層合板單層偏軸模量分量,用Q'ij(i,j=1,2,6)來表示,則有:

            
    其中,m=cosθ;n=sinθ。將式(26)代入式(21)可求得耦合控制系數α。圖3為層合板α隨材料和鋪層角的變化曲線,圖中α值的大小表明,耦合程度對材料并不是在所有鋪層角上都很敏感,對于表1中的兩種材料鋪層角在5~45°,-45~5°之間,耦合程度相差相對較大。對于碳纖維/環氧鋪層材料,層合板耦合控制參數在α±25°取得最大值0.796,在15~30°之間,相差很小,都在4%以內。

               

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