Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers (한국추진공학회지)

The Korean Society of Propulsion Engineers (한국추진공학회)
권호 표지

A Study on Fatigue Life Design for Horizontal Axis Wind Turbine Composite Blade

수평축 풍력발전 시스템용 복합재 회전날개의 피로수명 설계에 관한 연구

  • 공창덕 (조선대학교 항공우주공학과) ;
  • 방조혁 (조선대학교 항공우주공학과) ;
  • 정종철 (조선대학교 항공우주공학과) ;
  • 강명훈 (조선대학교 항공우주공학과) ;
  • 정석훈 (조선대학교 항공우주공학과) ;
  • 류지윤 ((주)한국화이바) ;
  • 김기범 ((주)한국화이바)
  • Published : 1999.09.01
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Abstract

Fatigue test is an essential procedure in the dynamic structure design. It is performed to confirm that the structure should safety the required life. In this study, fatigue life for 750㎾ class horizontal axis wind turbine composite blade was investigated. Required fatigue stress was calculated by fan Bond's empirical equation and S-N linear damage method. Fatigue load for FEM analysis was calculated using load spectrum through experiments and Spera's method. Service fatigue stress was obtained by FEM with the calculated fatigue load. From comparison of the fatigue stresses, fatigue life over 20 years was confirmed.

피로시험은 구조설계에 있어서 필수적인 과정으로서, 구조물의 요구수명 만족여부를 판단하기 위해 수행된다. 본 연구에서는 750㎾급 수평축 풍력발전 시스템용 복합재 회전날개가 요구수명 20년이상 안전하게 운용되어질 수 있는지에 대한 검토를 수행하였다. tan Bond의 실험식과 S-N선형 손상 방법을 사용하여 요구 피로강도를 계산하였으며, 설계된 복합재 회전날개의 유한요소 해석 결과와 비교하기 위해 측정하중 스펙트럼과 Spera의 피로하중 실험식을 이용하여 회전날개에 적용시킬 피로하중을 계산하였다. 계산된 피로하중에 대한 유한요소 해석을 수행하여 검토한 결과, fan Bond의 실험식을 이용하여 예측한 최대 요구 피로강도보다 낮은 범위에 있음을 확인하였다.

Keywords