机床与液压

作者：张宇，孙文磊，王炳楷，刘涵，包胜辉

单位：新疆大学智能制造现代产业学院；新疆大学智能制造现代产业学院；新疆大学智能制造现代产业学院；新疆大学智能制造现代产业学院；新疆大学智能制造现代产业学院

关键词：风力机叶片;动力学分析;数字孪生;有限元分析;代理模型

基金：自治区研发重点项目（2021B01003）

大型风力机叶片在极端工况下发生变形导致与塔架碰撞的概率大于小型叶片，实时监测叶片的变形及应力载荷分布状况有助于发现叶片的损伤规律，对风力机组的安全与运维具有重要意义。以新疆某风场某2 MW风力发电机为对象，基于风力机叶片的力学模型，提出结合数字孪生和有限元分析的风力发电机叶片高斯过程回(GPR)归算法，建立了风力机叶片在生存风速下的分析代理模型。采用GPR模型对Fluent与LS-DYNA的有限元求解进行了预测分析。对长度为 L 的单叶片碰撞塔架过程进行了仿真，分析了0.4L、0.5L、0.6L、0.8L位置的位移和有效应力变化，确定了叶片碰撞情况下应力集中的位置,应当关注的关键位置为叶根距离叶尖0.8L与叶根附近。最后通过R2与NMAE准则评价证明了该数字孪生模型的可行性，满足工程应用要求。

来源：2025年第12期

《机床与液压》期刊编辑部

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