Entwicklung eines
Windkraftflügels aus faserverstärktem Kunststoff
Windkraftflügel sollen sich einerseits bei geringsten
Windgeschwindigkeiten anfangen zu drehen und andererseits
müssen sie stabil genug sein um einen Orkan zu
überstehen ohne zu brechen. Außerdem muss die
Betriebsdrehzahl weit genug von einer Eigenresonanz des
Windkraftflügels entfernt sein, so dass ein Betrieb ohne
Gefahr für den Flügel gewährleistet ist.
Ein leichter Schaumkern, belegt mit
Glas- und Kohlefasergewebe kann alle Anforderungen an einen
Windkraftflügel erfüllen. Die verschiedenen
Gewebelagen mit den dazugehörenden Faserwinkeln und die Form
des Flügels können mit Hilfe der Finiten Elemente
Methode nachgebildet werden. Durch Variation der Parameter kann nun der
Windkraftflügel im Hinblick auf seine Festigkeit und
Eigenfrequenzen optimiert werden. Für eine kleine Firma und
einer vorgegebenen Flügelform ist eine Optimierung vorgenommen
worden:
- Der
Windkraftflügel ist mit einem Messwerk abgetastet und so
vermessen worden.
- Die geometrischen Daten
sind in ein Finite Elemente Methode - Programm ( FEM)
übertragen worden.
- Verschiedene Konzepte in
Bezug auf Werkstoffe sowie Faserwinkel und Dicke der Faserwerkstoffe
wurden in das FEM Programm übertragen und gerechnet.
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Teilergebnis der Eigenresonanzuntersuchung
eines Konzeptes |
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