陈文朴
- 作品数：12 被引量：42H指数：4
- 供职机构：上海理工大学能源与动力工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家教育部博士点基金上海市科学技术委员会资助项目更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理一般工业技术文化科学水利工程更多>>
- 对比分析不同材料及铺层对叶片力学性能的影响被引量：4
- 2015年
- 基于有限元法,利用ANSYS中复合材料模块模拟叶片铺层,并通过CFD软件模拟流场对叶片施加载荷,对叶片进行结构静力学分析和模态分析;对比不同材料及铺层方式对叶片结构的影响,分析造成这种影响的原因。结果表明:不同材料对叶片的力学性能影响巨大,而采用铺层方法能使叶片满足强度和刚度要求,同时减轻质量并且改善共振引起的振动,±45°双铺层能有效分散叶根梁帽处应力。
- 陈文朴李春阳君叶舟
- 关键词：叶片复合材料静力学模态
- 气动载荷对风力机叶片动态结构特性影响分析被引量：12
- 2017年
- 建立复合材料风力机叶片铺层模型,针对叶片结构进行动态特性分析,主要通过模态分析研究了气动载荷对叶片固有频率的影响。借助ANSYS(有限元分析软件)复合材料模块,根据叶片几何和铺层参数实现叶片建模,并通过实验值验证了有限元模型的准确性。基于叶素-动量理论计算获得叶片极限气动载荷,以极限载荷的20%为载荷步,分析了叶片结构特性受载荷影响的变化趋势。结果表明:叶片所受载荷增加会导致叶片各阶固有频率下降,同时其摆振振型对应的固有频率受载荷影响较大;气动载荷会削弱叶片各微元段向平衡位置恢复的能力,导致叶片截面刚度下降,进而引起叶片固有频率降低。
- 陈文朴李春汤金桦孙瑞
- 关键词：风力机叶片铺层模态
- 基于仿生设计的风力机塔架力学性能分析被引量：3
- 2018年
- 为提高塔架力学性能,提出一种仿生结构塔架并研究静态和动态结构特性。建立了1.5 MW风力机塔架有限元模型,通过仿棕榈植物的结构,将传统塔架模型设计成带类维管束腹板的锥筒塔架和带类维管束腹板多段式仿生塔架,并将计算结果与传统塔架进行了对比分析。结果表明：类维管束腹板使仿生塔架具有更强的抗弯性能,可有效降低塔架的塔尖位移,较之传统塔架减小了68%;传统塔架的应力集中在塔架根部,而仿生塔架能高效地分散载荷,最大应力下降19%,起到减载作用;仿生塔架的一阶固有频率较传统塔架下降0.246 Hz,能够避开塔架的共振频率范围。
- 孙瑞李春陈文朴
- 关键词：风力机塔架模态分析减载
- 变工况下高低齿迷宫密封泄漏特性及结构优化被引量：3
- 2018年
- 高低齿迷宫密封是透平机械中抑制流体泄漏的关键部件。以某机组隔板密封为对象建立高低齿迷宫的计算流体力学（CFD）模型,研究由变工况引起的转子轴向偏移对密封泄漏特性的影响,并通过调整转子凸台宽度和密封腔高度对密封结构进行优化。结果表明：原始结构设计下,转子轴向偏移±3 mm内,泄漏量并未发生大幅度的上升;在-2-1.5 mm范围内泄漏量有所下降,说明在工况变动不大时,密封性能有所提高,但超出±3 mm的范围,泄漏量呈突增趋势;泄漏量分别随转子凸台宽度和密封腔高度呈二次非线性变化,存在一个最佳值使泄漏量达到最小,最佳凸台宽度和密封腔高度分别为5.13和7.5 mm;结构优化后密封泄漏量在正常工况及变工况下均小于原始结构,密封性能得到提高。
- 张尧张万福李春陈文朴
- 关键词：变工况CFD
- 基于流固耦合的风力机叶片结构稳定性分析被引量：2
- 2016年
- 针对叶片在气动载荷下出现局部屈曲现象,建立了大型复合材料风力机叶片有限元壳体模型,主要研究了叶片结构在流场作用下的稳定性。基于流固耦合方法,借助CFD软件计算得到叶片表面的分布压力,将计算结果导入到叶片结构计算的有限元壳体模型,以此为载荷对叶片进行了屈曲分析。以1.5MW复合材料风力机叶片为例的计算结果表明:复合材料抗压性能较抗拉性能弱,叶片背风面受到压缩载荷,局部屈曲主要出现在叶片背风面,叶根向叶中发展的后缘区位于几何突变区,结构设计较为薄弱,需增加该区域铺层材料的厚度。
- 陈文朴李春叶舟缪维跑
- 关键词：风力机叶片流固耦合屈曲分析
- 乒乓球底板结构对底板性能影响研究被引量：4
- 2016年
- 底板是乒乓球拍的力量来源,从根本上决定出球的速度和旋转性能。为研究乒乓球底板性能,采用有限元软件,基于模态分析,对不同结构底板数值模拟,分析了木材、碳纤维和玻璃纤维3种不同材料叠合而成的底板前四阶固有频率;计算了同种木材,相同底板总厚度,6种层数下,相邻层纤维方向垂直和平行12种叠合方式的一阶频率;研究了芯材和面材不变,力材纤维角度以15°为步长从0°增加到180°叠合角度对底板性能的影响。得出如下结论:材料对底板固有频率影响很大碳纤维对提高底板弹性效果极佳,一阶固有频率增加40.5%;相同质量时,相比于林巴,碳纤维可提高底板固有频率,玻璃纤维可降低底板固有频率;相邻层纤维方向平行时,底板层数对固有频率无影响;相邻层垂直时,随着底板层数增加,固有频率提高;各层纤维方向均沿拍柄方向时,固有频率达到最大值;各层材料叠合角度也会影响底板性能。叠合角度趋向于90°时,固有频率降低;叠合角度趋向于0°或180°时,固有频率升高。研究结果为设计及分析乒乓球拍底板性能提供了理论依据和实现途径。
- 孙瑞李春任杰朱玲季云峰施之皓陈文朴
- 关键词：乒乓球底板模态分析固有频率
- 扑翼可调式叶片
- 一种扑翼可调式叶片，包括叶尖、叶片根部以及位于二者之间的叶片主体，叶片通过叶片根部安装在风力机风轮上，其特征在于，还包括：扑翼组件，可伸缩的安装在叶片主体上，包括至少一个扑翼；驱动单元，位于叶片主体内部，和扑翼组件连接，...
- 陈文朴李春杨阳汤金桦缪维跑卜庆东刘天亮张蕴宁叶柯华
- 文献传递
- 复合材料风力机叶片刚度剪裁结构特性研究
- 2016年
- 复合材料风力机叶片的性能因铺层参数变化而不同,为了改善铺层方案,探讨了铺层参数对叶片结构性能的影响。基于有限元分析法,采用玻璃钢复合材料建立不同层合板结构,实现叶片材料的刚度剪裁,对1.5 MW风力机叶片铺层,并通过CFD软件模拟流场对叶片施加载荷,对叶片进行结构特性分析。对比不同铺层方式对叶片结构的影响,结果表明:叶片叶根处受到载荷最大,0°铺层纤维抗弯性能最佳;叶片几何突变区域强度主要受面内剪切应力影响,45°纤维具有最佳的抗剪能力;0°纤维起承载作用,±45°纤维起传递载荷的作用,0°和±45°纤维含量分别为90%和10%时,叶片变形量表面应力值最小,叶片整体性能较佳。
- 陈文朴李春缪维跑季康
- 关键词：复合材料叶片铺层
- 基于复合材料铺层的兆瓦级风力机叶片结构性能分析被引量：2
- 2019年
- 采用参数化建模,建立多种复合材料叶片三维有限元壳体模型,并对叶片进行模态分析。进一步采用流固耦合方法,实现叶片表面气动载荷加载,对额定工况下的叶片进行屈曲分析。以初步设计的5MW风力机叶片为例,研究结果表明:复合材料具有明显的各向异性;铺层纤维角度影响叶片整体固有频率,合理的铺层结构可使叶片低阶固有频率远离激振频率,防止叶片发生共振破坏;复合材料铺层叶片在额定工况下不会发生整体屈曲破坏,但因复合材料抗拉抗压性能不同,在压缩载荷作用下叶片背风面几何突变区出现局部屈曲,在叶片设计制造时应该充分加以考虑,以防止局部屈曲破坏。
- 孙瑞李春陈文朴
- 关键词：复合材料风力机叶片模态屈曲流固耦合
- 大型风力机叶片模态性能及振动分析被引量：11
- 2018年
- 为研究大型风力机叶片铺层参数对叶片动态性能的影响、防止叶片发生共振、减小叶片挠度、改善叶片结构力学性能和提高风力机安全性，建立了5MW风力机叶片的有限元模型，通过改变铺层材料和铺层角度实现不同的叶片结构，并对成型叶片进行了模态分析；采用CFD方法获得叶片表面载荷，分析不同风速下不同铺层结构叶片振动性能，结果表明：复合材料铺层角度能影响叶片固有频率，叶片低阶振型以挥舞和摆振为主，高阶模态出现扭转；增加0°铺层纤维比例可提高低阶固有频率，45°铺层能提高叶片抗扭能力；叶片振动位移沿叶片展向呈非线性增长，风速越大叶片挠度越大；碳纤维可有效提高叶片固有频率，减小叶片挠度。
- 孙瑞李春丁勤卫陈文朴
- 关键词：风力机叶片模态碳纤维挠度
