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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:呂建龍
研究生(外文):Lu Chien Lung
論文名稱:小型風力葉片結構改良研究
論文名稱(外文):Small wind turbine blade structure improvement study
指導教授:蘇盛竹蘇盛竹引用關係
指導教授(外文):Su Shen Jwu
口試委員:沈坤耀譚嗣瀛
口試委員(外文):Shen, Kun YaoTan,Szuying
口試日期:2012-06-29
學位類別:碩士
校院名稱:中華科技大學
系所名稱:飛機系統工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:53
中文關鍵詞:複合材料風力葉片三明治結構結構改良彎曲試驗
外文關鍵詞:omposite materialswind turbine bladessandwich structurestructure improvementbending test
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在一般機械材料學中,為增加材料結構的強度及減輕結構重量,已大量採用I型樑結構設計,亦所謂的工字樑或H型樑設計較於一般橫樑更具抗彎曲強度,這種結構抗彎曲和抗剪切剛度很強,且具較強之抗酬載強度,已被廣泛應用在風力葉片結構設計上。本文在研製一高強度且質輕材料的複合材料風力發電機葉片,進行結構改良之研究,使用玻璃纖維編織布/環氧樹脂/硬化劑其具有高強度、質量輕、抗腐蝕、成形時間短之優點。本文小型風力葉片採用複合材料三明治結構設計,首先進行複合材料風力葉片靜態彎曲實驗,並於風力葉片總長之中心位置施加一均佈負載執行彎曲試驗,並探討風力葉片I-beam結構與根部把手位置不同補強纖維角度之研究,探討改良後複合材料風力葉片能承受最大彎曲負載。實驗方式為,將複合材料風力葉片固定於自製之夾具在配合自動油壓成型機進行彎曲實驗,經由實驗記錄其位移量、負載重量,並求得彎曲應力之結果,將所得之實驗數據繪製成力矩與變化角度之關係圖,建立成具有實驗意義之資料庫,探討製作流程中對複合材料風力葉片之影響的因素及改善之方法。同時,本研究將探討複合材料三明治結構風力葉片製程及影響結構強度之製程因素,並進行葉片強度測試實驗提供最佳製程方式以及製程與結構強度之關聯性,結果可提供未來風力葉片之結構設計與分析以及製造流程之參考使用。
In general machinery material science lesson, it has been large used “I” beam structure design, to increased material structure of strength and the reduce structure weight. It also so called “H” shape beam and this shape of beam provide more bending strength and anti-cut stiffness. It has been widely applied in wind turbine blade structure design. In this article, a high strength and lightweight materials for composite wind turbine blades was developed and its structural improvement of research was studied. It was used woven glass fiber/epoxy resin/hardener as a high strength and light weight, corrosion resistance and forming a short time of advantage. This wind blade design using composite sandwich structure, first static bending test of composite wind turbine blades and wind turbine blade with a total length of imposed a uniformly distributed load to perform bending test at center location. Besides, the wind turbine blade I-beam structure with the root location handles various reinforcing fiber angle of study, explore improved composite wind turbine blades can withstand the maximum bending load. The composites wind turbine blade was fixed tie on the hydraulic forming machine for bending experimental. The experimental records of bending displacement, load weight, and evaluated bent stress results data will be discussed by relationship figures. Those results were also transferred into an experimental significance of database. It also discusses the effects factors of manufacture process with its structure improvement. At the same time, this study will examine wind turbine blade manufacturing process of composite sandwich structure and factors affecting structural strength in the manufacturing process. The composite wind turbine blade strength test provides the best manufacturing methods and processes associated with the structural strength of the nature, the survey results would provide structural design and analysis of future wind turbine blades as well as manufacturing processes reference.
中文摘要 i
英文摘要 ii
目次 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章緒論 1
第一節前言 1
第二節複合材料應用於風力葉片 2
第三節文獻回顧 3
第四節研究動機 4
第五節研究目的 5
第二章風力發電機葉片結構設計 6
第一節 I-bem結構設計理論 6
第二節葉片把手補強設計 7
第三章複合材料風力葉片製程與實驗 12
第一節複合材料風力葉片之設計 12
第二節複合材料風力葉片之製作 15
第三節複合材料風力葉片之靜態彎曲實驗 17
第四章實驗結果與探討 33
第一節風力葉片應力分佈位子 33
第二節實驗結果 34
第三節風力葉片製程缺陷發生原因及預防方法 35
第五章結論與未來展望 49
第一節 結論 49
第二節未來展望 50
參考文獻 51

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