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科研训练报告 题 目： 学生姓名： 学生学号： 学 院： 机械学院 班 级： 机电09－4 指导教师： 孙鹏文 2012年 月 日 1、选题背景和意义 1.1 选题背景和目的 风能作为可再生的绿色能源，凭借其巨大的商业潜力和环保效益，在全球新能源和可再生能源行业中创造了最快的增长速度内蒙古风能资源居全国之首可利用面积占全国的40％，具有分布面广、平均风速大、有效风时长等特点随着国家能源结构的调整，内蒙古风电事业也以大型、并网型风场开发为标志全区风电装机容量已300万千瓦500万千瓦。十一五期间通过与国内外有实力的企业开展合作，在内蒙古建成大型风力机制造基地，实现风电设备的本地化生产，以风电设施的规模化建设带动风电设备的本地化步伐。《内蒙古自治区基础科学发展报告》已将兆瓦级风力发电机设计制造技术研究列为机械工程学科重点支持和优先发展的领域。风机叶片是风力发电机组最关键的部件，叶片良好的设计、可靠的质量和优越的性能是保证机组正常稳定运行的决定因素，直接影响风力机的综合技术经济性能。解决如何设计和实现纤维铺层，使风机叶片性能达到最优的问题。经过20余年的发展，纤维铺放技术装备已经成熟，铺放过程实现全自动微机程序控制。对纤维铺放成型技术的研究和装备的尚处于起步阶段，目前基本上以手工铺层、真空热压罐成型为主，手工铺层质量差、制造周期长、高，难以实现复杂的结构设计要求我国严格禁运此类装备 图1 复合纤维铺放原理 国内外对回转体针对在目前可查文献中尚未见报道。具有科学研究价值和强烈的工程应用背景。项目研究成果可为大型风机叶片纤维铺放控制技术的研究、铺放装备的研制奠定必要的理论基础和技术支撑，对于我区实现兆瓦级风电设备的本地化生产，彻底改善手工铺放的生产现状和落后局面，有着极其重要的现实意义。2 研究内容与预期研究成果 2.1 研究目标 1）建立具有复杂气动外形和非等厚度内部铺层结构的大型风机叶片结构分析方法； 2探究铺层参数对复合纤维风机叶片性能影响的宏观性规律。 2.2 1）铺层 风机叶片复合材料铺层设计的任务是根据层合板理论及单层性能，设计铺放角度、各定向层相对于总层数的比例及铺设顺序。铺放角度与主应力的方向一致，不同截面的铺层比例和层数则根据该截面的计算应力数值关系以及总铺层厚度确定；在综合考虑铺层原则、铺放工艺及工程经验的基础上，规划铺设顺序，初步确定几种铺层方案。 2）不同铺层方案的等效应力结构变形，最佳铺层方案。2.3 研究方案及技术路线 2.4 拟解决的关键技术 1）复合纤维大型风机叶片结构分析方法； 2铺层参数对风机叶片性能的影响分析2.5 预期研究成果 1）形成大型风机叶片复合纤维铺层结构分析方法，铺层参数对复合纤维风机叶片性能影响的宏观性规律。 2）论文：在期刊及学术会议上发表相关科研论文篇培养硕士研究生名3、主要参考文献 金海波. 复合材料飞机结构综合优化设计系统研究[D]. 南京航空航天大学博士学位论文. 2003. P46 陈绍杰,申振华,徐鹤山. 复合材料与风机叶片[J]. 玻璃钢/复合材料. 2008,3:42-46 Shirinzadeh B, Alici G, Foong C W, et al. Fabrication Process of Open Surfaces by Robotic Fibre Placement[J]. Robotics and Computer Integrated Manufacturing, 2004, 20:17-28 /xwzx/2011-01/01/contenthtm 汪长明，杨继贤，孙业保等.车辆发动机动力学[M].北京：国防工业出版社.1981. 车床数控化改造-机械部分设计车床数控化改造-电气控制部分设计多叉式升降平台设计手动液压升降平台车设计直流电机单片机控制系统设计步进电机单片机控制系统设计立式加工中心换刀机构设计三菱电梯控制系统的继电器控制及PLC程序设计四自由度码垛机机械部分设计四自由度码垛机电气部分设计 交流伺服系统的研究步进电机控制系统的研究嵌入式控制系统的研究组态软件核心技术的研究自适应PID控制系统的研究并联机构动力学仿真研究参数化建模技术设计特征建模技术研究大型风机叶片结构设计大型风机叶片结构铺层技术 城市生活垃圾破袋机设计 城市生活垃圾卧式气流分选机设计 回转式盘形悬式绝缘子自动胶装设计 步进式盘形悬式绝缘子自动胶装设计滚珠丝杠电动伺服机构设计通用两维运动平台设计 小型数控立式铣床工作台升降和制动装置设计 小型数控卧式镗铣床主轴箱升降和制动装置设计 内蒙古工业大学科研训练报告 4 学校代码： 10128 学