Дослідження проблем при моделюванні критичних навантажень на композитну модель лопаті вітрогенератора

Анотація

Дана стаття присвячена проблемам проектування та аналізу напружено-деформованого стану лопаті вітрогенератора при критичних навантаженнях. Побудовано тривимірну оболонкову  розрахункову модель, що враховує складну криволінійну геометрію та наявність внутрішніх частин, що зміцнюють. Визначення параметрів напружено-деформованого стану під дією вітрового навантаження проводилось на основі метода скінчених елементів. Використовувався оболонковий десятивузловий ізопараметричний скінчений елемент. Побудована скінчена-елементна модель лопаті дозволяє враховувати композитну структуру та відтворювала наявність різної кількості шарів композиту по товщині оболонки, різноспрямованість волокон на окремих шарах, зокрема було змоделювано криволінійну ортотропію механічних властивостей. Представлено процедуру завдання багатошарової структури, яка передбачає накладання шарів композиту одного на інший у місцях стику, що забезпечує відповідність моделі технологічним особливостям. Проведено статичний аналіз розрахунку деформування конструкції з урахуванням підіймальної сили та сили напору повітря. Аналіз на міцність було проведено для кожного з шарів за критерієм максимальних деформацій.

Ключові слова: композиційний матеріал, лопать вітрогенератора, міцність, скінченно-елементний аналіз, ортотропія властивостей.