摘要：风能作为一种清洁能源，在地球上的总含量远超于水能。风力发电技术凭借着分布范围广，生产过程无污染等优势成为了可再生能源中最具有开发前景的发电方法之一。叶片作为风力机最关键的部件之一，其强度、结构都影响着风力机组安全可靠的运行。

本文基于DTU 10MW参考风力机叶片，对叶片的气动外形和铺层结构进行设计。利用经典的叶素动量理论对10MW风力机叶片的气动外形进行设计。根据参考风力机叶片的质量分布及刚度分布，编写程序调用Precomp软件计算不同铺层情况下的质量及刚度分布，最终实现对参考风机叶片复合材料铺层的反向设计。同时通过采用碳纤维和玻璃纤维分别对叶片主梁进行铺层，比较这两种方案设计叶片的质量分布和刚度分布，探究这两种材料的优越性，并比较使用这两种材料制造叶片的成本。

关键词：风力机；叶片；复合材料；结构；翼型；铺层

目录

摘要

Abstract

1.-绪论-1

1.1引言-1

1.2 课题研究意义-1

1.3国内外研究现状-2

1.4 本文设计研究内容-3

2.叶片气动外形设计-4

2.1 叶片气动外形设计理论-4

2.1.1 叶素动量理论-4

2.1.2 普朗特叶尖损失修正-7

2.2 叶片气动设计方法-9

2.2.1 翼型选择-9

2.2.2 叶片主要设计参数-10

3．叶片结构铺层设计-12

3.1 复合材料-12

3.2 叶片材料及铺层-13

3.3 铺层数目对叶片质量和刚度的影响-16

3.3.1 改变N1-16

3.3.2 改变N3-17

3.3.3 改变N4-18

3.3.4 改变N5-19

3.3.5改变T-20

4．叶片结构性能分析-21

4.1 主梁上采用玻纤进行铺设-21

4.2 主梁上用碳纤维进行铺设-22

4.3成本对比-25

五．总结与展望-27

5.1 结论-27

5.2 展望-27

致谢-28

参考文献-29