權利要求書： 1.一種基于曲折閃電打擊與疲勞損傷的風機復合葉片優化設計方法，其特征在于，該方法考慮曲折閃電打擊帶來的介質擊穿現象以及非比例多軸復雜應力狀況下的疲勞損傷，具體包括如下步驟：S1：將風力發電機復合材料葉片劃分為葉片根部、葉片前緣、抗剪腹板前區域、翼梁帽、抗剪腹板后區域、葉片后緣、葉尖七個部分，并將每個部分劃分為多個嵌板；確定設計變量個數，每個設計變量對應若干個嵌板；S2：建立曲折閃電步進導閃模型；S2.1：在球坐標系中，根據方位角θ、相鄰兩線段的夾角φ、每段線段的長度ρC三個參數創建新線段，并計算曲折閃電步進導閃尖端與風機葉片尖端的距離；然后根據峰值電流Ipeak，計算閃電打擊距離 其中，θ的取值遵循0～360°的均勻分布，φ的取值遵循平均值為180°的高斯分布，ρC的取值遵循80m～100m的均勻分布，Ipeak的取值遵循對數正態分布；S2.2：當曲折閃電步進導閃尖端與風機葉片尖端的距離小于Ls時，認為閃電步進導閃有效，即認為峰值電流Ipeak有效，進入步驟S3，若無效，則進入步驟S2.3；S2.3：若曲折閃電步進導閃尖端距離地面的高度低于風機輪轂中心高度，則重復S2，創建新的曲折閃電步進導閃模型，否則，重復S2.1，在當前曲折閃電步進導閃模型中創建新線段；S3：獲得風力發電機葉片周圍電場情況，根據E＝?▽計算沿著風機葉片的電場強度；S4：判斷曲折閃電步進導閃模型建立的個數，當不小于1000個時，計算沿著風機葉片的平均電場強度；若小于1000個時，則返回S2；S5：通過下述分別計算介質擊穿強度Eb和閃電安全系數L(x)4 6Eb＝5.3·10/d+8.0·10其中，d為層厚；S6：通過下式計算非比例多軸應力狀況的預期疲勞壽命T(x)：其中，t為時間， 為經過時間t的預期疲勞損傷 Dt(x|L)為給定載荷為L的情況下，經過時間t，積累所有半周期疲勞損傷得到總疲勞損傷，P(L)為復雜載荷L發生的概率密度， 為應力σ11、σ22、σ12所對應的應力循環次數， 為應力幅，R為應力比，sij、kij為將實驗數據進行最小二乘擬合得到的應力?壽命曲線確定的兩個疲勞強度系數；S7：建立優化問題的約束條件：L U(1)設計變量的取值范圍x≤x≤x , 其中x代表控制著復合材料層厚的ND維L U設計變量向量；ND為設計
聲明：
“基于曲折閃電打擊與疲勞損傷的風機葉片優化設計方法” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：管理員
來源：浙江大學
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2025年07月09日 ~ 11日 
