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文档简介

6复合材料叶片设计,6.1复合材料叶片的应用及特点,（1）质量轻、强度高、刚度好（2）成型工艺简单，易于达到最大气动效果的翼形（3）抗振性好，自振频率可自行设计（4）缺陷敏感性低（5）耐腐蚀性和耐气候性好（6）维修简便，易于修补,6.2复合材料叶片的结构设计,6.2.1复合材料叶片的外形,6.2.2叶片纵剖面的结构形式,6.2.3叶片横剖面的结构形式,6.2.4铺层设计,层合板的轴向弹性模量E1和剪切弹性模量G12分别为,式中E0、G0单向层沿叶片轴向弹性模量和剪切弹性模量；、45层沿叶片轴向弹性模量和剪切弹性模量；K45层所占比例。,6.2.5叶根设计,（1）法兰翻边螺栓连接,（3）倒锥式连接,（2）直柄抱瓦连接,（4）耳插螺栓连接连接,6.3叶片的强度、刚度计算6.3.1叶片的强度计算,（1）叶片的空气动力计算,叶尖轴向推力集度的计算公式为：,式中风机全压，Pa；叶尖半径，m；Z叶片数。,叶根轴向推力集度的计算公式为：,式中叶根半径，m。,切向阻力集度的计算公式为：,式中N整个叶轮消耗的功率，kW；n叶轮转速，r/min.,式中q空气动力合力，Nm；h气动力与扭转中心的距离。,（2）气动扭矩计算,气体压力中心的位置随叶片工作状态而变化，在通常的攻角范围内，压力中心在离前缘35%40%弦长处。,（3）气动弯矩计算,在R截面上的弯矩为,作用在叶片主惯性轴上的组合弯矩为,式中叶片旋转角速度，1/s；复合材料叶片的密度，kg/m。,（4）叶片离心力计算,（5）离心扭转力矩计算,式中惯性积，。,（6）叶片的界面几何特性计算,计算应力时还需要知道叶片各剖面的集合特性，由于叶片叶型的外廓形状是由负责的曲线所组成，通常很难找出这些曲线的解析关系。一般不能采用求面积、截面重心坐标、惯性矩的数学式来进行计算。而实际上采用近似解析法和图解法，这些方法能保证所需的精确值。近似解析法的基础是将实际的叶型用某个相似的理论叶型来代替，或采用辛普生近似积分公式来计算。,式中离心力引起的应力，Pa；弯矩引起的应力，Pa.,式中最大主惯性矩，；最小主惯性矩，。,由式（10-10）得到,弯曲应力为,（7）应力计算,截面上的正应力为,由于，而，所以只需计算所引起的弯曲应力，而引起的弯曲应力很小，可以忽略不计。,式中内外截面积之和，；t壁厚，m。,扭转剪应力铵闭口薄壁杆件的扭进行计算，对等厚薄壁截面有,6.3.2叶片的刚度计算,（1）叶片挠度计算,叶尖在x、y方向的挠度分别为：,叶尖的总挠度为：,（2）叶片的扭角计算,式中扭转力矩，Nm；G叶尖半径，Pa；扭转惯性矩，。,6.4复合材料叶片的工艺特点,（1）增强材料：单向织物4：1布和7：1布适量的1：1平衡性纤维布（2）树脂基体：低粘度E-51双酚A型环氧树脂（3）泡沫塑料：聚氨酯硬
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