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小型风力机叶片全覆冰仿真和模态试验对比研究
本文主要探讨小型风力机叶片全覆冰仿真与模态试验的对比研究。小型风力机是利用风能转化为电能的机器，其叶片在工作过程中容易受到气象条件的影响，例如冰雪等，从而影响其性能与寿命。因此，为确保小型风力机的安全运行，需要对其叶片的全覆冰情况进行研究。
全覆冰指叶片表面全部覆盖了一层冰。在全覆冰情况下，叶片的轮廓形状发生变化，质量增加，导致叶片的角速度减小，扭转强度下降，从而影响小型风力机的输出功率和耐久性。因此，为了研究全覆冰对小型风力机性能的影响，需要进行仿真与模态试验。
首先，本文介绍了小型风力机叶片模型的建立。在建立模型时，采用了有限元分析法，将叶片分为有限个单元，通过计算每个单元产生的应力和应变，得出整个叶片的应力和应变分布情况。在模型建立中，考虑了叶片的材料、形状、尺寸等因素。为了模拟全覆冰情况，还需考虑冰层厚度及形状等因素。本文采用了ANSYS软件对小型风力机叶片的全覆冰情况进行了仿真分析。
其次，本文介绍了小型风力机叶片模态试验的设计。模态试验是指利用科学的方法来研究机械振动现象及其特性，是分析和解决振动问题的有效手段。在模态试验中，需要制定合理的试验方案、搭建适宜的测试系统、收集记录有效的数据等。本文采用了全域模态试验方法，通过振动台对小型风力机叶片进行激励，并记录振动信号，以此来判断叶片的振动特性。
最后，本文介绍了对比分析结果。通过仿真分析和模态试验，得出了小型风力机叶片在全覆冰情况下的应力分布、振动频率及振型等重要性能数据。通过对比分析结果，发现仿真分析和模态试验的结果相近，并且仿真分析可以提供更为详细的应力分布情况，而模态试验可以提供更为直观的振动特性数据。
综上所述，本文主要研究了小型风力机叶片全覆冰仿真与模态试验的对比分析。仿真分析和模态试验都是有效研究全覆冰情况对小型风力机性能影响的手段，具有各自的优点和局限性。进一步研究可以结合仿真分析与模态试验，得出更为准确的数据，保证小型风力机的安全运行。