针对20 kW潮流能水平轴水轮机,设定7种铺层方案.利用ANSYS软件对叶片进行建模,考察其刚度、模态和强度.基于Tsai-Wu强度理论,层间变形一致假设、直法线假设和平面应力假设,利用有限元法计算叶片刚度,通过模态分析得到叶片固有振型和固有频率随铺层角度的变化趋势;根据实际工况施加载荷,得到不同铺层方案下叶片的最大变形量、最大等效弹性应变、最大等效应力和最大Tsai-Wu强度指标值.最后综合考虑叶片刚度、模态和强度3个方面,依据得到的叶片层合板刚度随铺层角度的变化趋势和叶片固有频率、固有振型与铺层角度的关系,以及铺层角度对叶片不同区域强度的影响规律,给出20 kW潮流能水平轴水轮机叶片的参考铺层方案.
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