4 應變載荷方程&損傷模型
①載荷模型建立
圖5 葉片載荷模型
IEC61400-1標準要求,葉片載荷計算需要按照圖15坐標系進行。其中X方向為揮舞方向,Y方向為擺振方向,Z方向為葉片軸向。對于葉片每一個截面來講,作用在風機上的力可以用葉片元素理論來確定,β是葉片的漿距角,φ是入流角,c是翼型弦長。
Ø 氣動力載荷
應用動量定理可以計算出不同半徑下空氣動力對葉片的作用力,作用在葉輪上的空氣動力是風力機最主要的動力來源,目前計算作用翼型上的空氣的主要理論依據是葉素理論。在上面的設定的坐標系中,作用在葉片單位長度的空氣動力載荷為:
式中,P 為截面壓力重心,C 為扭轉中心,ρ為氣動中心與旋轉中心連線與翼型弦線的夾角,dpc為氣動中心為旋轉中心的直線距離。