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风力发电机叶片的材料重量和结构 叶片

某实验室做了一个小叶片模型的试验,叶片长14米,重725千克。

如果我们把叶片做个缩放,放大5倍到70米,达到实际的叶片长度,重量大概是20吨,和实际用的叶片差不多。

相当于给叶片做了三维拉伸,各个方向拉伸到原来的5倍,但是重量达不到三次方的关系、不会是5^3=125倍,因为叶片基本是空心的。

叶片频率 叶片阻尼比

 

实际叶片的挥舞频率大概是2.5/5=0.5Hz,即频率之比是长度之比的倒数。

实际叶片的结构阻尼比是无量纲的,缩放后不会有明显变化。上图可见,叶片一阶挥舞、摆振阻尼大概是0.4%。

因为叶片的阻尼比主要与叶片中的复合材料相关,如下表。

不同材料阻尼比

上图中的结构阻尼比是通过实验室测试辨识得出的,为了获得更高的信噪比,叶尖位移较大,引入了气动阻尼,尤其是增加了挥舞方向的阻尼比,导致结构阻尼比辨识不准确。

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