風(fēng)電換能器葉片的研究

【摘要】： 隨著世界各國經(jīng)濟發(fā)展,能源匱乏的問題日益突出,風(fēng)能作為一種清潔無污染的可再生能源,在人類目前所使用的各種能源中所占的比例越來越重。同時由于風(fēng)能的開發(fā)過程不破壞環(huán)境,無污染,幾乎取之不竭的優(yōu)點,越來越多的國家和地區(qū)投入到風(fēng)力發(fā)電的研究和風(fēng)電產(chǎn)業(yè)建設(shè)中來,近幾年我國的風(fēng)能發(fā)電業(yè)發(fā)展到一定的規(guī)模,但是我國關(guān)于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研究落后于世界各國,尤其是風(fēng)力發(fā)電機的關(guān)鍵技術(shù)。 本文從風(fēng)能利用的角度,闡述了物體移動過程中產(chǎn)生的風(fēng)阻能開發(fā)的有效性。在此基礎(chǔ)上提出了采用虛擬樣機設(shè)計風(fēng)阻能發(fā)電裝置,使風(fēng)阻能得到了利用,為移動的物體開辟了能源利用的新方法。本文采用三維軟件Pro/E建立了裝置的實體模型,通過MECH/Pro專用接口程序調(diào)入了ADAMS動力學(xué)分析軟件來模擬葉片的工作情況。通過仿真數(shù)據(jù)研究系統(tǒng)的能效,證明了設(shè)計的葉片符合要求,為進一步綜合開發(fā)利用風(fēng)阻能裝置打下基礎(chǔ),并完成了以下研究工作: 1.介紹了虛擬樣機技術(shù)的基本特征,指出了虛擬樣機研究的主要內(nèi)容和難點,綜述了國內(nèi)外虛擬樣機技術(shù)研究現(xiàn)狀,論證了在葉片開發(fā)中應(yīng)用虛擬樣機技術(shù)的必要性和重要意義。 2.依據(jù)建模與仿真理論,分析了葉片工作原理的數(shù)學(xué)模型,為葉片虛擬樣機的仿真研究奠定了一定的基礎(chǔ)。 3.研究了利用Pro/E建立葉片三維實體模型的方法,總結(jié)了三維實體建模與虛擬裝配的技巧,構(gòu)建了葉片三維實體模型,并在Pro/E環(huán)境下進行了裝配干涉檢驗。 4.詳細分析和闡述了如何使用MECH/Pro對建立的三維模型進行轉(zhuǎn)換的方法和步驟,對以后的設(shè)計和學(xué)習(xí)有一定的指導(dǎo)意義。 5.研究了Pro/E與ADAMS的接口技術(shù),在ADAMS環(huán)境下構(gòu)建了葉片的虛擬樣機并進行了仿真研究,得到了葉片部分承載情況下的氣動性能曲線。 6.研究了ADAMS仿真曲線和物理樣機實驗采集的曲線,并獲得了風(fēng)阻能發(fā)電的一般規(guī)律。 【關(guān)鍵詞】：虛擬樣機 風(fēng)阻能發(fā)電 Pro/E建模 MECH/Pro ADAMS仿真
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TM315
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 課題研究的背景和意義10-11
• 1.1.1 課題研究的背景10
• 1.1.2 課題研究的意義10-11
• 1.2 風(fēng)能資源及利用方式11-12
• 1.2.1 風(fēng)能資源11
• 1.2.2 風(fēng)能利用方式11-12
• 1.3 本課題研究的方法12-15
• 1.4 本課題研究的主要任務(wù)15
• 1.5 本章小結(jié)15-16
• 2 葉片設(shè)計的基本概念及原理16-27
• 2.1 葉片設(shè)計的空氣動力學(xué)機理16-21
• 2.2 有關(guān)風(fēng)力發(fā)電機的基本概念及原理21-23
• 2.3 定槳距風(fēng)力發(fā)電機葉片的失速調(diào)節(jié)原理23-24
• 2.3.1 風(fēng)輪結(jié)構(gòu)23
• 2.3.2 葉片的失速調(diào)節(jié)原理23-24
• 2.4 基本參數(shù)設(shè)計24-26
• 2.5 本章小節(jié)26-27
• 3 葉片的三維模型建立與仿真設(shè)計27-41
• 3.1 基于PRO/E 與ADAMS 結(jié)合的虛擬樣機動態(tài)仿真27-29
• 3.1.1 軟件鏈接問題探討27-28
• 3.1.2 接口模塊MECHANISM/Pro 優(yōu)點28
• 3.1.3 MECHANISM/Pro 安裝和配置28-29
• 3.2 用PRO/E 建立模型并進行樣機裝配29-33
• 3.2.1 Pro/E 建立葉片零件的三維模型29-32
• 3.2.2 Pro/E 建立裝配模型32-33
• 3.3 利用MECH/PRO 生成剛體并添加簡單約束和標(biāo)記等33-35
• 3.3.1 定義剛體34
• 3.3.2 添加標(biāo)記和簡單約束34-35
• 3.3.3 向ADAMS 轉(zhuǎn)換模型35
• 3.4 ADAMS 進行虛擬樣機的仿真35-38
• 3.5 ADAMS 下模擬空氣阻力38-40
• 3.5.1 空氣阻力系數(shù)38
• 3.5.2 模擬空氣阻力38-40
• 3.6 本章小節(jié)40-41
• 4 ADAMS 仿真與物理樣機實驗結(jié)果分析41-55
• 4.1 多剛體系統(tǒng)動力學(xué)的基礎(chǔ)理論41-44
• 4.1.1 基本概念41-43
• 4.1.2 多剛體動力學(xué)方程43-44
• 4.2 ADAMS 仿真分析44-50
• 4.3 實驗分析50-54
• 4.4 本章小節(jié)54-55
• 結(jié)論55-56
• 參考文獻56-59
• 在學(xué)研究成果59-60
• 致謝60

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