一种风电叶片腹板模具的外形模拟方法技术

本发明专利技术提供了一种风电叶片腹板模具的外形模拟方法，包括：基于设计定型的风电叶片三维外形，并根据风电叶片的腹板定位及腹板法兰宽度在SS面、PS面生成前缘腹板边线、后缘腹板边线及法兰边边线共计8条定位线；基于风电叶片叶根向叶尖的方向每间隔一米截取一个截面，每个截面在SS面、PS面的铺层，计算每个截面的铺层厚度；基于每个截面的位置创建平行于叶根的平面，并将平面分别与8条定位线相交，每个截面相交得到8个交点；基于交点建立腹板区域铺层的数学模型，并根据铺层厚度和设计结构胶的厚度计算得到腹板区域铺层后的8个坐标；基于8个坐标分别连接成样条曲线，将每个截面的样条曲线拟合成腹板模具几何外形，并进行验证。并进行验证。并进行验证。

【技术实现步骤摘要】
一种风电叶片腹板模具的外形模拟方法


[0001]本专利技术涉及风电叶片的
，具体涉及一种风电叶片腹板模具的外形模拟方法。

技术介绍

[0002]风电叶片是风电机组中将自然界风能转换为风力发电机组电能的核心部件,也是衡量风电机组设计和技术水平的主要依据。
[0003]目前，风电叶片结构设计大多采用双腹板箱型梁结构，风电叶片制造时，SS(背风)面、PS(迎风)面分别真空灌注成型后，通过结构胶将腹板粘接到主梁区域上，从而形成一个整体，因此精确的腹板的外形决定了腹板粘接质量。
[0004]因此，如何精准模拟腹板外形，并对其进行验证成为了如今需要面对的问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中所存在的不足，本专利技术提供了一种风电叶片腹板模具的外形模拟方法，以解决现有技术中风电叶片在结构设计的过程中，难以精准模拟腹板外形，并进行验证的问题。
[0006]本专利技术提供了一种风电叶片腹板模具的外形模拟方法，包括：
[0007]S1、基于设计定型的风电叶片三维外形，并根据所述风电叶片的腹板定位及腹板法兰宽度在SS面、PS面生成前缘腹板边线、后缘腹板边线及法兰边边线共计8条定位线；
[0008]S2、基于所述风电叶片叶根向叶尖的方向每间隔一米截取一个截面，根据每个截面在SS面、PS面的铺层，计算每个截面的铺层厚度；
[0009]S3、基于每个截面的位置创建平行于叶根的平面，并将所述平面分别与8条所述定位线相交，每个截面相交得到8个交点；
[0010]S4、基于所述交点建立腹板区域铺层的数学模型，并根据所述铺层厚度和设计结构胶的厚度计算得到腹板区域铺层后的8个坐标；
[0011]S5、基于8个所述坐标分别连接成样条曲线，将每个截面的样条曲线组合形成腹板几何外形，并进行验证。
[0012]可选地，所述基于每个截面的位置创建平行于叶根的平面，并将所述平面分别与8条所述定位线相交，每个截面相交得到8个交点，包括：
[0013]每个截面与SS面后缘腹板边线和后缘腹板法兰边线相交得到两个交点、SS面前缘腹板边线和前缘腹板法兰边线相交得到两个交点、PS面后缘腹板边线和后缘腹板法兰边线相交得到两个交点、PS面前缘腹板边线和前缘腹板法兰边线相交得到两个交点，共计8个交点。
[0014]可选地，所述基于所述交点建立腹板区域铺层的数学模型，包括：
[0015]以8个所述交点中的2组交点分别构建前缘腹板区域铺层数学模型和后缘腹板区域铺层数学模型，前缘腹板区域铺层数学模型中选取的一组点设为A
i
(x
i
,y
i
)和A
i+1
(x
i+1
,
y
i+1
)，所述前缘腹板区域铺层数学模型为：
[0016][0017][0018]后缘腹板区域铺层数学模型中选取的一组点设为B
i
(x
i
,y
i
)和B
i+1
(x
i+1
,y
i+1
)，所述后缘腹板区域铺层数学模型为：
[0019][0020][0021]其中，表示铺层后点的坐标，H表示铺层厚度，β表示两点之间连线和水平轴之间的夹角，其正弦和余弦计算公式为：
[0022][0023]相比于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
[0024]本专利技术可以通过设计定型风电叶片三维外形，并根据风电叶片腹板定位及腹板法兰宽度在SS面、PS面生成的前缘腹板边线、后缘腹板边线及法兰边边线等8条定位线，每间隔一米创建平行于叶根平面的多个平面并与定位线相交，每个截面得到8个交点，依据每个截面的铺层、结构胶厚度及前后缘腹板区域铺层数学模型，得到铺层后的点坐标，基于铺层后的点坐标分别连接成样条曲线，最终将每个截面的样条曲线拟合形成腹板几何外形，并在新产品开发中得到应用验证，即精准模拟了腹板外形，又大幅缩短了新产品的开发周期。
附图说明
[0025]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为本专利技术的流程示意图；
[0028]图2为本专利技术中基于腹板定位及腹板法兰宽度生成的8条定位线的示意图；
[0029]图3为本专利技术中拟合成样条曲线的示意图；
[0030]图4为本专利技术中样条曲线生成腹板几何外形的示意图；
[0031]图5为本专利技术中前缘腹板的模型示意图；
[0032]图6为本专利技术中后缘腹板的模型示意图。
具体实施方式
[0033]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本专利技术实例中相同标号的功能单元具有相同和相似的结构和功能。
[0034]参见图1，本专利技术提供了一种风电叶片腹板模具的外形模拟方法，包括：
[0035]S1、基于设计定型的风电叶片三维外形，并根据所述风电叶片的腹板定位及腹板法兰宽度在SS面、PS面生成前缘腹板边线、后缘腹板边线及法兰边边线共计8条定位线；
[0036]S2、基于所述风电叶片叶根向叶尖的方向每间隔一米截取一个截面，每个截面在SS面、PS面的铺层，计算每个截面的铺层厚度；
[0037]S3、基于每个截面的位置创建平行于叶根的平面，并将所述平面分别与8条所述定位线相交，每个截面相交得到8个交点；
[0038]S4、基于所述交点建立腹板区域铺层的数学模型，并根据所述铺层厚度和设计结构胶的厚度计算得到腹板区域铺层后的8个坐标；
[0039]S5、基于8个所述坐标分别连接成样条曲线，将每个截面的样条曲线组合形成腹板几何外形，并进行验证。
[0040]参见图2，本实施例中，具体通过三维软件中根据已经设计定型的风电叶片的腹板定位及腹板法兰宽度在SS面、PS面生成前缘腹板边线、后缘腹板边线及法兰边边线共计8条定位线；
[0041]基于所述风电叶片叶根向叶尖的方向每间隔一米截取一个截面，根据叶片设计铺层，可以利用自动化程序员读取每个截面在SS面及PS面的铺层，并根据布层设计单层厚度计算每个截面的铺层厚度并写入，这里指的是布层设计厚度，以某个截面为例，铺了15层双轴布，每层双轴布的设计厚度为0.58mm，那么该截面的铺层厚度就是8.7mm；在三维软件中读取每个截面的位置，并创建平本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电叶片腹板模具的外形模拟方法，其特征在于，包括：S1、基于设计定型的风电叶片三维外形，并根据所述风电叶片的腹板定位及腹板法兰宽度在SS面、PS面生成前缘腹板边线、后缘腹板边线及法兰边边线共计8条定位线；S2、基于所述风电叶片叶根向叶尖的方向每间隔一米截取一个截面，根据每个截面在SS面、PS面的铺层，计算每个截面的铺层厚度；S3、基于每个截面的位置创建平行于叶根的平面，并将所述平面分别与8条所述定位线相交，每个截面相交得到8个交点；S4、基于所述交点建立腹板区域铺层的数学模型，并根据所述铺层厚度和设计结构胶的厚度计算得到腹板区域铺层后的8个坐标；S5、基于8个所述坐标分别连接成样条曲线，将每个截面的样条曲线拟合成腹板模具几何外形，并进行验证。2.根据权利要求1所述的风电叶片腹板模具的外形模拟方法，其特征在于，所述基于每个截面的位置创建平行于叶根的平面，并将所述平面分别与8条所述定位线相交，每个截面相交得到8个交点，包括：每个截面与SS面后缘腹板边线和后缘腹板法兰边线相交得到两个交点、SS面前缘腹板边线和前缘腹板法兰边线相交得到两个交点、PS面后缘腹板边线和后缘腹板法兰边线相交得到两个交点、PS面前缘...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振刚，汪建，唐雪，岳晓敏，戴远钘，黄家华，马海栋，
申请(专利权)人：吉林重通成飞新材料股份公司，
类型：发明
国别省市：