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葉片是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組關(guān)鍵的部件。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)中，葉片外形設(shè)計(jì)尤為重要，它涉及機(jī)組能否獲得所希望的功率。
葉片的疲勞特性也十分突出，由于它要承受較大的風(fēng)負(fù)載，而且是在地球引力場(chǎng)中運(yùn)行，重力變化相當(dāng)復(fù)雜。以600kW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組為例，其額定轉(zhuǎn)速大約為27 轉(zhuǎn)/分鐘，在20 年壽命期內(nèi)，大約轉(zhuǎn)動(dòng)2×108次，葉片由于自重而產(chǎn)生相同次數(shù)的彎矩變化。
對(duì)于復(fù)合材料葉片來說，每種復(fù)合材料或多或少存在疲勞特性問題，當(dāng)它受到交變負(fù)載時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很高的負(fù)載變化次數(shù)。如果材料所承受的負(fù)載超過其相應(yīng)的疲勞極限，它將限制材料的受力次數(shù)。當(dāng)材料出現(xiàn)疲勞失效時(shí)，部件就會(huì)產(chǎn)生疲勞斷裂。疲勞斷裂通常從材料表面開始，然后是截面，后到材料徹底破壞。
在葉片的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)中要充分考慮到所用材料的疲勞特性。先要了解葉片所承受的力和力矩，以及在特定的運(yùn)行條件下風(fēng)負(fù)載的情況。在受力大的部位危險(xiǎn)，在這些地方負(fù)載很容易達(dá)到材料承受極限。
葉片的重量完全取決于其結(jié)構(gòu)形式，目前生產(chǎn)的葉片，多為輕型葉片，承載好而且很可靠。輕型結(jié)構(gòu)葉片的優(yōu)點(diǎn)：
1) 在變距時(shí)驅(qū)動(dòng)質(zhì)量小，在很小的葉片機(jī)構(gòu)動(dòng)力下產(chǎn)生很高的調(diào)節(jié)速度；
2) 減少風(fēng)力發(fā)電機(jī)組總重量；
3) 風(fēng)輪的機(jī)械剎車力矩很小；
4) 周期振動(dòng)彎矩由于自重減輕而很小。
5) 減少了材料成本；
6) 運(yùn)費(fèi)減少；
7) 便于安裝。
缺點(diǎn)：
1) 要求葉片結(jié)構(gòu)必須可靠，制造費(fèi)用高；
2) 所用材料成本高；
3) 風(fēng)輪推力小，風(fēng)輪在陣風(fēng)時(shí)反應(yīng)敏感，因此，要求功率調(diào)節(jié)也要快；
4) 材料特性及負(fù)載計(jì)算必須很準(zhǔn)確，以免超載。
目前葉片多為玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（GRP），基體材料為聚酯樹脂或環(huán)氧樹脂。環(huán)氧樹脂比聚酯樹脂強(qiáng)度高，材料疲勞特性好，且收縮變形小。聚酯材料較便宜，它在固化時(shí)收縮大，在葉片的連接處可能存在潛在的危險(xiǎn)，即由于收縮變形在金屬材料與玻璃鋼之間可能產(chǎn)生裂紋。
