CN115408909B 基于流固耦合和疲劳损伤的风机叶片形变分析方法及装置 （中山大学）

基于流固耦合和疲劳损伤的风机叶片形变本发明公开了一种基于流固耦合和疲劳损伤的风机叶片形变分析方法及装置，该方法包风机叶片有限元模型建立风机叶片形变计算问2采集或设置风机叶片的初始参数，并根据所述初始参数构根据所述风机叶片有限元模型建立风机叶片形变计算问题，根据流场边界条件，求解所述空气流场分布区域得到气动载2.如权利要求1所述的基于流固耦合和疲劳损伤的风机叶片形变分析方法，其特征在3.如权利要求2所述的基于流固耦合和疲劳损伤的风机叶片形变分析方法，其特征在根据所述节点参数建立所述厚壳单元模型中的损伤部分；根据所述层内损伤部分和连续损伤力学，计算得到第一节点力；4.如权利要求1所述的基于流固耦合和疲劳损伤的风机叶片形变分析方法，其特征在使用有限元网格对所述空气流场分布区域进行离散处理，得到离散后的空气流场模根据所述离散后的空气流场模型和上一时步的风机叶片形变信息，所述参数采集模块用于采集或设置风机叶片的初始参数，并根据所3所述问题建立模块用于根据所述风机叶片有限元模型建立风机叶片形将所述风机叶片形变计算问题的求解分为空气流场分布区域和结构形变损伤区域；其中，所述形变求解模块用于根据流场边界条件，求解所述空气流场分布区域得到气动载6.如权利要求5所述的基于流固耦合和疲劳损伤的风机叶片形变分析装置，其特征在所述受力计算子单元用于根据所述厚壳单元模型和所述节点参数表征风机叶片的疲7.如权利要求5所述的基于流固耦合和疲劳损伤的风机叶片形变分析装置，其特征在所述离散处理子单元用于使用有限元网格对所述空气流所述流场计算子单元用于根据所述离散后的空气流场模型和上一时步的风机叶片形4[0005]采集或设置风机叶片的初始参数，并根据所述初始参数构建风机叶片有限元模[0008]本发明根据采集到的或预设的风机叶片几何参数和材料系数建立风机叶片的有5[0018]进一步地，所述根据所述厚壳单元模型和所述节点参数表征风机叶片的疲劳损[0021]本发明通过由厚壳单元建立的风机叶片有限元模型模拟出风机叶片内部的层内[0029]本发明根据风机叶片结构形变区域求解得到的流场边界条件和采用气动力模型6[0032]所述问题建立模块用于根据所述风机叶片有限元模型建立风机叶片形变计算问机叶片形变信息用于求解下一时步的空气流场分布[0040]所述受力计算子单元用于根据所述厚壳单元模型和所述节点参数表征风机叶片[0042]所述离散处理子单元用于使用有限元网格对所述空气流场分布区域进行离散处[0043]所述流场计算子单元用于根据所述离散后的空气流场模型和上一时步的风机叶7[0056]请参照图1，是本发明提供的风机叶片的形变损伤分析方法的一种实施例的流程[0060]在本实施例中，通过求解节点动力方程来求解风机叶片[0062]本发明根据采集到的或预设的风机叶片几何参数和材料系数建立风机叶片的有空气流场分布区域得到约束条件，考虑到了风机叶片疲劳损伤与流固耦合行为的相互影8上求解疲劳损伤对本构参数的影响，进而通过结构刚度的退化效应描述风机叶片层内损922和C66为ε11[0081]在本实施例中，层间损伤也可以用厚壳单元的内聚力模型的内聚强度来进行模[0082]本发明通过由厚壳单元建立的风机叶片有限元模型模拟出风机叶片内部的层内[0092]在本实施例中，将作为约束条件的流场压力带入到节点[0096]本发明根据风机叶片结构形变区域求解得到的流场边界条件和采用气动力模型[0097]请参照图6，是本发明提供的风机叶片的形变损伤分析装置的一种实施例的结构[0100]形变求解模块603用于在问题建立模块602将所述风机叶片形变问题的求解分为[0103]流场求解单元702用于在风机叶片疲劳损伤求解单元701[0107]在本实施例中，有限元计算子单元801用于根据所述厚壳单元模型进行有限元计[0110]离散处理子单元901用于使用有限元网格对所述空气流场分布区域进行离散处[0111]流场计算子单元902用于在离散处理子单元901得到离散