WE Handbook- 3- Structural DesignSo

WE Handbook- 3- Structural Design
So it is intuitive that the blade must be thickest, i.e. strongest, at the root and can taper in thickness towards the tip where the bending moment is less. As it happens, that suits the aerodynamics too: the blade needs a thinner section at the tip where drag is most critical and the local chord (width) of the blade is small. Also for turbines that rely on stall for power regulation in strong winds, a thin section stalls more easily so is beneficial at the tip. Closer to the root the chord is wider, but to avoid making it very wide (hence expensive) the blade needs to be thicker to generate enough lift given the lower wind speed close to the hub (thicker aerofoils can generate a greater maximum lift before they stall).
Unfortunately the thickness needed to make the blade stiff and strong enough is greater than that required for aerodynamic efficiency, so a compromise must be found between structural weight (= cost) and loss of aerodynamic efficiency.
Internal beam structure
If the blade was solid rather than hollow, the required thickness at each point along the blade would simply be determined by the bending moment at that point. But considering how the material in this hypothetical solid blade is working, as the blade bends downwind, the material on the upwind face of the blade stretches, carrying tension, and the material on the downwind face compresses. The material mid-way between the two faces, i.e. in the middle of the blade, is neither in tension nor compression – i.e. it does not do much work. So to reduce the cost of the blade it makes sense to take out some of that material in the middle, and make the blade hollow.
In the extreme case you would be left with two strips of material, one on the upwind face and one on the downwind face. This would not work for two reasons: shear strength and aerodynamics. The aerodynamics is obvious: there must be a continuous shell to give the aerodynamic shape. Shear strength is less obvious but is most easily visualised by thinking about what would happen to the two strips of material if they were not joined by anything: they would slide relative to each other and act like two separate, very thin, blades. They would lose all the bending strength that we are trying to maintain. So to work properly they must be structurally joined together; this connection is called a shear web. The classic embodiment of this concept is the steel I-beam.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

เราคู่มือ 3 โครงสร้างออกแบบดังนั้นจึงใช้งานง่ายใบมีดต้องเซลล์ เช่นแข็ง แกร่ง ที่ราก และสามารถเรียวความหนาต่อคำแนะนำขณะดัดน้อย เป็นเรื่องที่เกิดขึ้น ที่เหมาะกับ aerodynamics ที่เกินไป: ใบมีดต้องบางส่วนที่แนะนำที่ลากเป็นสิ่งสำคัญมากที่สุด และคอร์ดภายใน (ความกว้าง) ของใบมีดมีขนาดเล็ก ยัง สำหรับกังหันที่ใช้คอกสำหรับการควบคุมพลังงานในลมแรง ส่วนบาง stalls ได้ง่ายจึง เป็นประโยชน์ที่คำแนะนำ ใกล้ชิดกับรากคอร์ดเป็นกว้าง แต่เพื่อหลีกเลี่ยงการทำให้มาก (เพราะแพง) ใบมีดต้องหนาเพื่อสร้างพอยกที่ให้ความเร็วลมต่ำใกล้กับฮับ (aerofoils หนาสามารถสร้างลิฟท์สูงสุดมากขึ้นก่อนที่พวกเขาคอก)แต่ต้องพบความหนาที่ต้องทำให้ใบแข็ง และแข็งแรงพอที่จะมากกว่าที่จำเป็นสำหรับประสิทธิภาพอากาศพลศาสตร์ ดังนั้นการประนีประนอมระหว่างน้ำหนักโครงสร้าง (=ต้นทุน) และสูญเสียประสิทธิภาพอากาศพลศาสตร์โครงสร้างภายในคานถ้าใบมีดถูกของแข็ง มากกว่ากลวง จะเพียงถูกกำหนดความหนาในแต่ละจุดตามใบมีด โดยขณะดัดที่จุด แต่พิจารณาว่าวัสดุในใบมีดแข็งนี้สมมุติทำงาน เป็นใบมีดฟัน downwind วัสดุที่หน้าใบมีดผ่า upwind ดำเนินความตึงเครียด และวัสดุบีบอัดหน้า downwind กึ่งกลางวัสดุระหว่างหน้าสอง เช่นกลางใบ ได้ ไม่ตึงเครียดไม่บีบอัด – เช่นทำงานมาก ดังนั้น เพื่อลดต้นทุนของ มันทำให้รู้สึกบางอย่างที่วัสดุตรงกลาง และทำให้ใบมีดกลวงในกรณีมาก คุณจะถูกทิ้งกับแถบที่สองของวัสดุ หน้า upwind และหน้า downwind นี้จะทำงานด้วยเหตุผลสองประการ: แรงเฉือน aerodynamics และความแข็งแรง Aerodynamics เป็นที่ชัดเจน: ต้องมีเปลือกอย่างต่อเนื่องให้สลวยรูปร่าง แรงเฉือนจะชัดน้อยกว่า แต่เป็น visualised ง่ายที่สุด โดยการคิดเกี่ยวกับสิ่งที่จะเกิดขึ้นกับแถบสองวัสดุถ้าพวกเขาไม่ได้ได้อะไร: พวกเขาภาพนิ่งซึ่งกันและกัน และทำหน้าที่เหมือนใบมีดแยก บางอย่าง สอง พวกเขาจะสูญเสียแรงดัดทั้งหมดที่เราพยายามที่จะรักษา ดังนั้น ทำงานอย่างถูกต้อง จะต้องมี structurally รวมกัน การเชื่อมต่อนี้เรียกว่าเว็บแรงเฉือน ลื่นที่คลาสสิกของแนวคิดนี้คือ เหล็ก I-beam

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

เรา Handbook- 3
การออกแบบโครงสร้างดังนั้นจึงเป็นงานง่ายที่ใบมีดจะต้องหนาคือแข็งแกร่งที่รากและสามารถลดความหนาต่อเคล็ดลับที่ช่วงเวลาที่ดัดน้อย มันเกิดขึ้นที่เหมาะสมกับอากาศพลศาสตร์เกินไป: ใบมีดความต้องการส่วนทินเนอร์ที่ปลายที่ลากเป็นสิ่งสำคัญมากที่สุดและคอร์ดท้องถิ่น (กว้าง) ของใบมีดที่มีขนาดเล็ก นอกจากนี้สำหรับกังหันที่พึ่งพาคอกสำหรับการควบคุมการใช้พลังงานในลมแรงเป็นคอกม้าบางส่วนได้ง่ายขึ้นเพื่อให้เป็นประโยชน์ที่ปลาย ใกล้ชิดกับรากคอร์ดจะกว้าง แต่เพื่อหลีกเลี่ยงการทำให้มันกว้างมาก (เพราะฉะนั้นแพง) ใบมีดจะต้องมีความหนาในการสร้างลิฟท์พอที่จะได้รับความเร็วลมต่ำใกล้กับฮับ (aerofoils หนาสามารถสร้างลิฟท์สูงสุดมากขึ้นก่อนที่พวกเขา คอก).
แต่น่าเสียดายที่ความหนาที่จำเป็นในการให้ใบแข็งและแข็งแรงพอที่มีค่ามากกว่าที่จำเป็นต้องใช้ให้มีประสิทธิภาพตามหลักอากาศพลศาสตร์เพื่อการประนีประนอมจะต้องพบระหว่างน้ำหนักโครงสร้าง (= ค่าใช้จ่าย) และการสูญเสียประสิทธิภาพพลศาสตร์. โครงสร้างคานภายในถ้าใบมีดเป็นที่มั่นคงมากกว่ากลวงความหนาที่ต้องการในแต่ละจุดพร้อมใบมีดก็จะถูกกำหนดโดยช่วงเวลาที่ดัดที่จุดนั้น แต่พิจารณาว่าวัสดุที่เป็นของแข็งใบสมมุตินี้คือการทำงานเป็นใบมีดโค้งล่องวัสดุที่บนใบหน้าเหนือลมของการเหยียดใบมีดแบกความตึงเครียดและวัสดุในการบีบอัดใบหน้าล่อง วัสดุที่กลางทางระหว่างสองใบหน้าเช่นในช่วงกลางของใบมีดที่ไม่เป็นความตึงเครียดหรือการบีบอัด - คือมันไม่ได้ทำการทำงานมาก ดังนั้นเพื่อลดค่าใช้จ่ายของใบมีดก็จะทำให้ความรู้สึกที่จะออกจากบางส่วนของวัสดุที่อยู่ตรงกลางและให้กลวงใบมีด. ในกรณีที่รุนแรงที่คุณจะเหลือสองแถบของวัสดุหนึ่งบนใบหน้าเหนือลมและหนึ่งใน ใบหน้าล่อง นี้จะไม่ทำงานสำหรับเหตุผลสองประการคือแรงเฉือนและอากาศพลศาสตร์ อากาศพลศาสตร์เป็นที่ชัดเจน: จะต้องมีเปลือกอย่างต่อเนื่องเพื่อให้รูปร่างพลศาสตร์ แรงเฉือนที่เห็นได้ชัดน้อย แต่มองเห็นได้ง่ายที่สุดโดยการคิดเกี่ยวกับสิ่งที่จะเกิดขึ้นกับทั้งสองแถบของวัสดุถ้าพวกเขาไม่ได้เข้าร่วมโดยสิ่งที่พวกเขาจะเลื่อนเทียบกับแต่ละอื่น ๆ และการกระทำเช่นสองแยกบางมากใบมีด พวกเขาจะสูญเสียทุกความแรงดัดที่เรากำลังพยายามที่จะรักษา เพื่อที่จะทำงานอย่างถูกต้องพวกเขาจะต้องเข้าร่วมการก่อสร้างด้วยกัน การเชื่อมต่อนี้จะเรียกว่าเว็บเฉือน ศูนย์รวมคลาสสิกของแนวคิดนี้คือเหล็ก I-คาน

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เราคู่มือ - 3 - การออกแบบโครงสร้าง
ดังนั้นมันง่ายที่ใบมีดต้องหนา เช่นที่แข็งแกร่งที่สุดที่รากและสามารถลดลงในความหนาถึงเคล็ดลับที่ดัดได้น้อยลง มันเกิดขึ้นเมื่อชุดอากาศพลศาสตร์ด้วย : ใบมีดความต้องการส่วนทินเนอร์ที่ปลายที่ลากเป็นสำคัญ และคอร์ดท้องถิ่น ( ความกว้าง ) ของใบเล็กยังกังหันที่ต้องพึ่งพาร้านสําหรับการควบคุมพลังงานในลมแรง ส่วนบางร้านได้ง่ายขึ้นดังนั้นประโยชน์ที่ปลาย ใกล้ชิดกับรากคอร์ดจะกว้างขึ้นแต่เพื่อหลีกเลี่ยงการทำให้มันกว้างมาก ( แพงดังนั้น ) ใบมีดจะต้องหนาเพื่อสร้างพอยกให้ลดความเร็วลมใกล้จุดศูนย์กลาง ( หนา aerofoils สามารถสร้างยกสูงสุดมากกว่าก่อนที่พวกเขาแผง ) .
แต่น่าเสียดายที่ความหนาที่ต้องการเพื่อให้ใบมีดแข็งและแข็งแรงเพียงพอมากกว่าที่จำเป็นสำหรับประสิทธิภาพ อากาศพลศาสตร์ ,ดังนั้น การประนีประนอมจะต้องพบระหว่างน้ำหนักของโครงสร้าง ( ต้นทุน ) และการสูญเสียประสิทธิภาพอากาศพลศาสตร์

โครงสร้างคานภายในถ้าใบมีดแข็งมากกว่ากลวง การต้องการความหนาในแต่ละจุดบนใบมีดจะถูกกำหนดโดยโมเมนต์ดัดที่จุดที่ แต่ถ้าพิจารณาว่าวัสดุในใบทึบนี้สมมุติทำงานเป็นใบมีดลมโค้ง ,วัสดุที่ดำคล้ำ ใบหน้าของใบมีดยืดถือความตึงเครียดและวัสดุบนลมหน้าบีบอัด . วัสดุกลางระหว่างใบหน้าทั้งสอง เช่นในช่วงกลางของใบมีดทั้งในความตึงเครียดและการบีบอัด ( เช่นมันไม่ทำงานครับ เพื่อที่จะลดต้นทุนของใบมีดมันทำให้รู้สึกที่จะใช้บางส่วนของวัสดุที่ตรงกลาง และให้ใบกลวง
ในกรณีที่รุนแรงคุณจะเหลือสองแผ่นของวัสดุ บนใบหน้าดำคล้ำและหนึ่งในใต้ลมหน้า นี้จะไม่ทำงานสำหรับสองเหตุผล : เฉือนและอากาศพลศาสตร์ อากาศพลศาสตร์ที่เห็นได้ชัดคือ : ต้องมีเปลือกอย่างต่อเนื่องเพื่อให้รูปร่างอากาศพลศาสตร์ความแข็งแรงชัดเจนน้อยกว่า แต่จะมองเห็นได้ง่ายที่สุด โดยการคิดเกี่ยวกับสิ่งที่จะเกิดขึ้นกับสองแผ่นของวัสดุ ถ้าพวกเขาไม่ได้เข้าร่วมโดยอะไร : พวกเขาจะเลื่อนเมื่อเทียบกับแต่ละอื่น ๆและทำตัวเหมือนสองแยกมาก บางใบ พวกเขาจะสูญเสียทั้งหมดดัดที่เรากำลังพยายามที่จะรักษา เพื่อที่จะทำงานอย่างถูกต้องพวกเขาจะต้องเป็นโครงสร้างเข้าด้วยกันการเชื่อมต่อนี้จะเรียกว่าตัดเว็บ ศูนย์รวมคลาสสิกของแนวคิดนี้เป็นเหล็ก I-beam .