西南交通大学西南交通大学 CAECAE 课题组课题组在风力发电行业的分析案例在风力发电行业的分析案例

西南交通大学 力学与工程学院

2012.05

李映辉 博士 教授 博士生导师

Email:Yinghui.li@home.swjtu.edu.cn Tel: 13980716125

内容项目组主要成员联系方式项目负责人简介完成的风电项目

叶片类 联轴器类 机架类 塔架类 机舱罩类 叶片模具类完成的其他项目

项目组主要成员

李映辉，男，博士后，教授、博士生导师，西南交通大学非线性力学研究 所所长，力学与工程学院副院长；

唐达培，男，博士，西南交通大学力学与学院副教授；杜长城，男，西南交通大学博士后；李 亮，男，西南交通大学博士研究生；徐 江，男，西南交通大学博士研究生；吕海炜，女，西南交通大学博士研究生；杨鄂川，男，，西南交通大学博士研究生，重庆理工大学讲师；张辉亮，男，西南交通大学硕士研究生；姬永强，男，西南交通大学硕士研究生，中国工程物理研究院工程师；将宝坤，男，西南交通大学硕士研究生；王金梅，女，西南交通大学硕士研究生；廖明建，男，西南交通大学硕士研究生，中国工程物理研究院工程师。

姓名：李映辉单位：西南交通大学地址：成都市二环路北一段 111号西南交通大学 力学与工程学院电话： 13980716125, 028-87600849Email ： yinghui.li@swjtu.edu.cn yhli2007@sina.com邮编： 610031

联系方式

1982年 9 月— 1986年 7 月，西华师范大学学习，获理学学 士学位，专业数学及应用数学；

1991年 9 月— 1994年 7 月，重庆大学工程力学系读硕士学位，专业计算力学，获工学硕士学位；

1994年 7 月— 1999年 12月，重庆大学工程力学系任讲师，主讲理论力学、材料力学、有限元方法、振动力学；

1997年 9 月— 1999年 12月，重庆大学工程力学系读博士学位，专业固体力学，获工学博士学位；

1999年 12月— 2002年 6 月，西南交通大学力学博士后流动站工作；

项目负责人（李映辉）简介

2002年 6 月—现在，西南交通大学力学与工程学院任副教授、教授、博士生导师、非线性力学研究所所长、副院长；

在国内外重要刊物上就相关内容发表科研论文近 80篇，被国际三大检索系统收录 40余篇；

同时于 2001年 1 月加入 MSC公司，从事技术兼职服务工作 , 主要负责 MSC.PATRAN, MSC.NASTRAN, MSC.MARC, MSC.FATIGUE 等 CAE软件技术支持方面的工作；

讲授计算方法、工程 CAE原理与方法、结构分析软件技术、振动控制等课程的教学和科研工作；

近年来，为我国的一些大中型生产企业、科研设计单位等举办 CAE有限元软件理论与应用方面的讲座、培训班40余次。

Hub

完成的风电项目

复合材料风电叶片强度（包括纤维和粘接剂）、刚度、稳定性、动力学特性、颤振计算分析及叶片优化设计

复合材料风电叶片的疲劳寿命计算分析 复合材料风电叶片疲劳试验设计指导 复合材料风电叶片结构计算标准流程定制 ( 基于GL规

范 ) 复合材料风电叶片计算专用程序开发 ( 基于GL规范 ) 复合材料风电叶片截面特性计算 复合材料风电叶片叶根连接螺栓计算（包括强度和疲劳

寿命） 复合材料机舱罩的仿真和优化设计 塔架强度和疲劳寿命分析 机架结构强度分析 联轴器结构分析、寿命评估和设计优化 叶片模具钢机构强度与变形计算分析

叶片类1. 2008年完成 XX-A(手糊工艺 )1.5MW叶片强度、刚度、频率和

稳定性计算；2. 2008年完成 XX-A (手糊工艺 ) 1.5MW叶片截面特性、疲劳

寿命、连接螺栓特性计算；3. 2009年完成 XX-B(RTM) 1.5MW叶片结构计算（包括强度、刚

度、稳定性、疲劳寿命、连接螺栓、频率、截面特性等）；4. 2009年完成 XX-B(RTM) 1.5MW叶片优化设计；5. 2009年完成 XX-C(RTM) 1.0MW叶片结构计算；6. 2010年完成 XX-D(RTM) 2.5MW叶片结构计算；7. 2010年开发复合材料风电叶片计算专用程序一套；8. 2010年编制复合材料风电叶片计算标准流程；9. 2011年完成 1.5MW预弯叶片 YY-A结构计算；10. 2011年完成 3.2MW预弯叶片 ZZ-A结构计算；11. 2012年从事 5.0MW风电叶片结构计算。

A ：前缘；B ：前缘加强筋中心；C ：后缘加强筋中心；D ：吸力侧单向带中心；E ：压力侧单向带中心；F ：后缘。

叶片粘结失效指数

00. 10. 20. 30. 40. 50. 60. 70. 80. 9

11. 1

0 2 4 6 8 10121416182022242628303234363840

L 叶片半径 （米）

失效指数

叶片大梁中心粘结（靠前缘） 叶片大梁中心粘结（靠后缘）8. 5m-37. 5m前缘粘结边（ ） 5m-11m后缘粘结边（ ）

“ ” 11m-37m后缘 盲粘 （ ） 极限许可值

1254

风机叶片专用计算程序 ----基于 GL规范

连轴器类1. 2010年完成 XX公司 1.5.0MW连轴器结构分析（包括各部件强

度、刚度、疲劳特性、螺栓特性、振动特性、膜片屈曲、螺栓预紧力与打滑力矩关系等）

2. 2011年完成 XX公司 2.5.0MW连轴器结构分析计算

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加载历史

(mm)

转动位移

摩擦片转动位移摩擦法兰转动位移

机架类2010年完成 XX公司风机机架强度和刚度计算

塔筒类2010年完成 XX公司风机 XX米高塔筒结构计算，包括： （ 1 ）塔筒模态分析。 （ 2 ）塔筒静强度分析，包括塔筒整体静强度分析，塔筒屈曲分析，塔

筒门段静强度细节分析，偏航轴承静强度细节分析，法兰静强度细节分析，螺栓静强度细节分析，焊缝静强度细节分析。

（ 3 ）塔筒各部件疲劳寿命计算分析，包括筒体焊缝疲劳寿命计算，法兰疲劳寿命计算，塔筒法兰连接螺栓疲劳寿命计算，塔筒门段焊缝处疲劳寿命计算，塔筒顶部法兰焊缝疲劳寿命计算。

机舱罩类 2009年以来，先后完成 1.5MW、 2.0MW、 2.0MW抗台风型、 2.5MW、

5.0MW机舱罩强度、刚度、动力学特性、屈曲等计算及优化

叶片模具类 2011年完成 5.5MW叶片模具强度、刚度计算