基于SMA的大型风力机叶片振动被动控制研究

作者：曾令旗; 孙双双^*; 王永哲

来源：太阳能学报, 2022, 43(12): 227-235.

DOI：10.19912/j.0254-0096.tynxb.2021-0749

• 风力机叶片
• 复合材料铺层
• 形状记忆合金
• 振动控制

将SMA粘贴在大型风力机叶片的表面形成新的智能叶片结构，并探讨伪弹性SMA对叶片的振动抑制效果。采用SolidWorks与Excel软件相结合的方法建立风力机叶片三维壳体模型，基于ANSYS ACP模块对含SMA的复合材料叶片进行铺层设计，并验证该模型；考虑叶片的弯扭耦合效应及重力影响，基于有限元理论建立含SMA的运动学方程，采用模态叠加法求解其静态响应、谐响应及随机振动。分析结果表明：由于SMA的存在，不同静态载荷作用下，SMA的应力-应变之间均形成封闭的滞后环；将叶片的固有频率移向更高的频率，各阶模态对应的振幅明显降低。在振动能量带宽0.5～2.4 Hz的范围内，含有SMA层强化的风力机叶片振动能量响应值降低更为显著。

• 单位
  机电工程学院; 青岛科技大学