Spannungs- und Modalanalyse eines Windturbinenblatts aus Verbundwerkstoff
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Windturbinen sind eine zunehmend beliebte Quelle für erneuerbare Energie. Daher sind das Design, die Analyse und die Herstellung von Windturbinen für die Energiewirtschaft von großer Bedeutung. Die Turbinenblätter sind entscheidende Komponenten einer Windturbine. Bei der Erzeugung von elektrischer Energie durch Rotation müssen sie verschiedenen Arten von Lasten standhalten, zum Beispiel Wind-, Schwerkraft- und Zentrifugallasten. Die schiere Größe eines Blattes erfordert leichte und starke Materialien, und Verbundwerkstoffe sind dafür gut geeignet.
Dieses Beispiel zeigt, wie Sie ein Windturbinenblatt aus Verbundwerkstoffen mit einer Mischung aus Kohlenstoff-Epoxid, Glas-Vinylester und PVC-Schaum analysieren können. Das Blatt ist als Sandwich-Struktur konstruiert, bei der der PVC-Schaumkern zwischen Kohle-Epoxid und Glas-Vinylsäureester liegt.
Zunächst wird eine Spannungsanalyse des Blattes durchgeführt, bei der es einer Kombination aus Schwerkraft- und Zentrifugallasten ausgesetzt wird. Die Spitzenverschiebung, die maximalen Spannungswerte und die Spannungsverteilung über die Dicke an einem bestimmten Punkt des Blattes werden für verschiedene Belastungsfälle berechnet. Anschließend wird eine vorgespannte Eigenfrequenzanalyse für eine Reihe von Betriebsgeschwindigkeiten durchgeführt. Ein Campbell-Diagramm, das die Variation der Eigenfrequenzen mit der Rotationsgeschwindigkeit darstellt, wird erstellt.
Dieses Beispiel veranschaulicht Anwendungen diesen Typs, die mit den folgenden Produkten erstellt wurden:
Allerdings können zusätzliche Produkte erforderlich sein, um es vollständig zu definieren und zu modellieren. Weiterhin kann dieses Beispiel auch mit Komponenten aus den folgenden Produktkombinationen definiert und modelliert werden:
Die Kombination von COMSOL® Produkten, die für die Modellierung Ihrer Anwendung erforderlich ist, hängt von verschiedenen Faktoren ab und kann Randbedingungen, Materialeigenschaften, Physik-Interfaces und Bauteilbibliotheken umfassen. Bestimmte Funktionen können von mehreren Produkten gemeinsam genutzt werden. Um die richtige Produktkombination für Ihre Modellierungsanforderungen zu ermitteln, lesen Sie die Spezifikationstabelle und nutzen Sie eine kostenlose Evaluierungslizenz. Die COMSOL Vertriebs- und Support-Teams stehen Ihnen für alle Fragen zur Verfügung, die Sie diesbezüglich haben.