基于大型风力发电叶片的阴模模具系统的载荷分布计算方法

摘要

本发明涉及一种大型风力发电叶片阴模模具系统的载荷分布计算方法。具体为：随形支撑钢架，模具系统铜管加热层及其他附件，叶片阴模壳板、大梁及叶片纤维铺层。首先对支撑钢架进行载荷分布求解；然后对模具系统铜管加热层及其他附件分别进行载荷分布计算；最后将阴模壳板、大梁及叶片纤维铺层按连续分布载荷分别进行计算，通过采用沿叶片长度方向进行等间距划分进而对各小块进行离散求解并叠加计算的方法进行处理。在此基础上将铜管加热层、阴模壳板、阴模大梁及叶片纤维铺层等四部分主要叶片结构的连续分布荷载再一次进行叠加，最终得到阴模模具系统的载荷分布函数及分布曲线。这种方法的特点是，计算简单，精度较高。

主权项

1.一种大型风力发电叶片阴模模具系统的载荷分布计算方法，其特征在于所述阴模模具系统由下模钢构架、上模钢构架、保温系统、加热铜管层、模具壳板、叶片纤维铺层、大梁、和筋板组成，其中：上模钢构架和下模钢构架放置在地面上，在上模钢构架和下模钢构架上面分别放置模具壳板，模具壳板上面铺设叶片纤维铺层，模具壳板与叶片纤维铺层之间添加保温系统和加热铜管层，在叶片纤维铺层上面铺设大梁，大梁上面沿叶片长度方向放置筋板，使用时，阴模模具系统和阳膜模具系统通过翻转装置进行合模和脱模，合模时使用合模缩紧装置，脱膜时使用液压顶升装置；当制作叶片的阴模模具系统结构如上所述时，阴模模具系统的载荷分布计算方法如下面的步骤所示，具体步骤如下： (1)对下模钢构架和上模钢构架的载荷分布进行计算，采用ANSYS的APDL建立随形有限元模型，设置重力后由ANSYS软件本身自行计算载荷分布；控制密度为7800KG/m3、泊松比为2.1E11、单元类型为BEAM188；(2)加热铜管层根据实际用材计算重量，且视作在整个模具系统中为均匀分布载荷，合模锁紧装置、液压顶升装置视作位于不同截面位置的点载荷，为离散载荷分布；合模锁紧装置和液压顶升装置数量为下模钢构架和上模钢构架截面数量2倍，重量根据实际采用型号决定；(3) 模具壳板、大梁及叶片纤维铺层分布计算，由于模具壳板、大梁和叶片纤维铺层外形的不规则，采用沿叶片长度方向等间距划分模具壳板、大梁和叶片纤维铺层，将其分为若干小块，对各小块进行离散求解并叠加计算的方法进行处理，得到一系列选定位置的离散载荷值，通过软件matlab进行离散点的曲线拟合，得到阴模壳板的载荷分布函数及分布曲线；采用公式1进行计算：,  i=1,2,3. （式1）其中，标号1、2、3分别表示模具壳板、大梁以及叶片纤维铺层，表示模具壳板、大梁以及叶片纤维铺层三部分叠加后的载荷分布函数；为材料密度，为重力加速度；分别表示各部分结构的载荷分布函数；分别表示各部分结构的厚度；分别表示各部分结构等间距离散后各小块的表面积；（4）在此基础上将铜管加热层、模具壳板、阴模大梁及叶片纤维铺层四部分连续分布荷载再一次进行叠加，最终得到阴模模具系统的总的载荷分布函数及分布曲线。