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叶片作为风力机接受风能的主要部件,其工况复杂,且成本较高。为了使叶片成本降低、固有频率最佳以避免共振,对手糊工艺下的300 W小型风力机乙烯基酯树脂/E-玻璃纤维复合材料叶片铺层结构进行模态优化,得到优化结构并探究铺层与固有频率的关联性。对手糊工艺下的乙烯基酯树脂/双轴向0°90°、双轴向±45°与单轴向0°玻璃纤维层合板进行拉伸与弯曲试验。得出单轴向0°层合板的抗拉与抗弯性能高于双轴向0°90°、双轴向±45°层合板;通过弹性模量对比可知,单轴向0°与双轴向0°90°层合板抵抗变形的能力相近,且高于双轴向±45°层合板。通过试验模态分析得出铺层方向对固有频率的影响。单轴向0°纤维布对挥舞固有频率影响最大,层数变化所引起的固有频率平均增长率为12%;±45°纤维布对扭转固有频率影响最大,层数变化所引起的固有频率平均增长率为48%。以铺层结构设计原则与传统铺层结构得到包含传统铺层在内的9种铺层结构,进行试验与有限元模态分析相互验证规律性,并发现此铺层结构层数变化下同一铺层顺序对固有频率的影响程度相同,为后续叶片模态分析提供依据。对300W风力机叶片进行有限元模态分析,发现同层数叶片的一阶挥舞固有频率最大相差0.18Hz与0.13Hz,即铺层顺序对叶片一阶挥舞固有频率影响较小。在降低成本的前提下,选择[±45°/0°90°/0°90°/0°/0°90°/±45°]铺层顺序下的铺层结构为最终优化结果,固有频率为23.22Hz,避开了转动频率20.01Hz。通过与层合板对比发现,结构的差异会造成铺层顺序对固有频率的影响发生变化,但在挥舞、扭转方向的固有频率变化率相近。通过以上研究,为小型风力机叶片铺层结构的动力学特性研究提供参考依据。