多分层对风电叶片主梁的抗拉性能影响研究
Influence of multiple delaminations on tensile performance of wind turbine blade spar caps
- 机械强度 2025年47卷第10期 页码：96-104
- 作者机构：
1.沈阳工业大学 机械工程学院，沈阳 118070
2.辽宁科技学院 机械工程学院，本溪 117004
3.沈阳工业大学 建筑与土木工程学院，沈阳 118070
- 作者简介：
辛雯，女，1989年生，辽宁鞍山人，博士研究生；主要研究方向为大型风电叶片的损伤预测与智能运维；E-mail：xinwen@lnist.edu.cn。
- 基金信息：国家自然科学基金项目(52175105;52306264);辽宁省科技计划联合基金项目(2023-MSLH-252);辽宁省教育厅高等学校基本科研项目(LJKMZ20220486;JYTQN2023446;JYTMS20231218);沈阳市科学技术计划项目(23-407-3-21)
DOI：DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.10.011
中图分类号：收稿：2024-01-13，
修回：2024-04-03，
纸质出版：2025-10-15
- 稿件说明：
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辛雯，周勃，李慧，等. 多分层对风电叶片主梁的抗拉性能影响研究［J］. 机械强度，2025，47（10）：96-104.
XIN Wen，ZHOU Bo，LI Hui，et al. Influence of multiple delaminations on tensile performance of wind turbine blade spar caps［J］. Journal of Mechanical Strength，2025，47（10）：96-104.
辛雯，周勃，李慧，等. 多分层对风电叶片主梁的抗拉性能影响研究［J］. 机械强度，2025，47（10）：96-104. DOI： DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.10.011.
XIN Wen，ZHOU Bo，LI Hui，et al. Influence of multiple delaminations on tensile performance of wind turbine blade spar caps［J］. Journal of Mechanical Strength，2025，47（10）：96-104. DOI： DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.10.011.
摘要
研究了不同形式多分层对叶片主梁层合板抗拉强度的影响规律。开展了含单分层和多分层层合板的静态拉伸测试，并采用连续损伤模型（Continuous Damage Model
CDM）和内聚力模型（Cohesive Zone Model
CZM）对其损伤过程及最终失效模式进行了数值分析，数值结果与试验值吻合性良好，总体误差在7%以内。建立了1.5 MW-40.3 m叶片主梁等效层合板数值模型，预测了不同形式的多分层对层合板抗拉强度的影响。研究结果表明，分层的排布形式、最大分层面积、分层面积阶梯差对抗拉强度均有影响，三角形多分层要高于倒三角形多分层层合板的抗拉强度，最大面积分层靠近叶片层合板近表面，对拉伸失效载荷影响较大。
Abstract
The influence of different multi-delamination forms on the tensile strength of blade spar cap laminates was studied. Static tensile tests were conducted on laminates with single and multiple delaminations. The continuous damage model (CDM) and cohesive zone model (CZM) were used to analyze the damage process and failure mode. The numerical results showed good agreement with test values
with an overall error rate below 7%. A numerical model of 1.5 MW-40.3 m blade spar cap equivalent laminates was established to predict the effect of different types of multi-delamination on the tensile strength. The results show that the arrangement
maximum area
and step difference of delaminations all have an impact on tensile strength. The tensile strength of triangular multi-delamination is higher than that of inverted triangular multi-delamination laminates
and the maximum delamination near the surface greatly affects the tensile failure load.
关键词
Keywords
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