750kW 수평축 풍력발전용 복합재 회전날개의 구조시험을 통한 설계개선에 관한 연구 = (A) Study on design improvement for 750kW scale horizontal axis wind turbine composite blade through structural test

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, the 750kw scale composite blade for the horizontal axis wind turbine system was designed. The design result was confirmed by the stress analysis, the modal analysis and the buckling analysis with Finite Element Method.
In order to evaluate the structural analysis results, It was tested by the specific structural test rig for the composite blade. Applied loads for the test were the point-concentrated loads, which were considered to the extreme aerodynamic loads due to various wind speeds during operation. In the test, it was found that local buckling on the trailing edge at 067R station and excessive deflection of the blade tip phenomena were happened. Therefore the blade structure design was modified to solve these problems. Modified wind turbine blades were manufactured, and retested. Finally through the field test by the complete wind turbine system, the structural design was confirmed.

목차 (Table of Contents)

• 목차
• ABSTRACT
• 제1장 서론 = 1
• 제2장 풍력발전용 회전날개의 설계절차 = 3
• 제3장 공력형상 설계결과 = 4
• 제4장 하중해석 = 6
• 제1절 정상 작동 시 돌풍을 고려한 하중해석 = 7
• 제2절 폭풍(55m/s)시의 하중해석 = 8
• 제5장 구조설계 = 11
• 제1절 재료의 선정 = 11
• 제2절 날개단면의 기본구조 = 12
• 제3절 날개 허브부분의 기본구조 = 13
• 제6장 유한요소해석 = 14
• 제1절 유한요소해석이론 = 14
• 1. 선형정적 해석 이론 = 14
• 2. 고유 진동수 해석 이론 = 17
• 3. 좌굴 해석 이론 = 19
• 제2절 유한요소해석결과 = 21
• 제7장 회전날개 제작 = 22
• 제8장 구조시험 = 26
• 제1절 시험목적 = 26
• 제2절 시험절차 = 26
• 제3절 시험하중 = 28
• 제4절 시험장비 / 치구 = 29
• 제5절 시험결과 = 32
• 1. 적용 하중 = 32
• 2. 회전날개의 처짐 = 34
• 3. 회전날개에 걸리는 응력분포 = 36
• 제9장 문제점 파악 및 설계개선방안 = 38
• 제1절 처짐의 감소와 처짐 형태의 완만한 변화 유도 방안 = 38
• 제2절 국부좌굴 해결방안 = 41
• 제3절 치구의 문제점 해결방안 = 42
• 제4절 중량감소방안 = 43
• 제10장 개선설계의 유한요소해석 = 44
• 제1절 선형정적해석결과 = 44
• 제2절 고유진동수 해석결과 = 47
• 제3절 좌굴해석 = 49
• 제4절 피로수명 해석 = 51
• 제11장 결론 = 53
• 참고문헌 = 54
• 부록 = 56