新型1.5MW风电机组叶片模型的三维建模与强度分析_毕业设计

毕业设计论文 新型1.5MW风电机组叶片模型的三维建模与强度分析 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。（宋体小4号） 作者签名： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士学位论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1、保密 □，在_________年解密后适用本授权书。 2、不保密 □。 （请在以上相应方框内打“√”） 作者签名： 年 月 日 导师签名： 年 月 日 目录 1摘要 前言 2 1.风力发电简介 3 1.1风力发电现状 3 1.2风力发电趋势 4 1.3风力发电机叶片现状 4 1.4研究内容 7 1.5 常用翼型介绍 7 2.叶片建模 9 2.1叶片建模方法比较 9 2.2翼型选择 9 2.3叶片各截面空间实际坐标的求解 11 2.4叶片立体图的pro/e建模实现 12 3.叶片有限元分析 16 3.1翼型主要设计参数 16 3.2叶片载荷计算 17 3.3模型导入ansys进行分析 20 4.结果分析及优化方向 25 4.1工况结果分析 25 4.2优化方向 31 5.结论与展望 33 5.1结论 33 5.2展望 33 致谢 34 参考文献 35 新型1.5MW风电机组叶片模型的三维建模与强度分析 摘要：随着环境问题的日益突出，能源供应的渐趋紧张，对可再生能源的开发利用，尤其是对风能的开发利用己受到世界各国的高度重视;本文论述了风力发电的优势及风力发电产业在中国的发展及现状，并结合风机叶片的结构和运行工况进行了以下方面的探讨。 结合现有几种风机叶片设计模型，采用了NACA4412翼型，基于叶片翼型计算数据，进行了叶片截面离散点坐标变换，并用三维造型软件Pro/e对叶片进行了三维建模，为后续动力学分析奠定了基础。 关键词：风机叶片；翼型；强度，Pro/e； Abstract:As the environment problem becoming increasingly seriously, and energy supply more tense, countries all over the world have put more emphasis on exploitation of renewable energy，especially wind energy. This paper first discusses the advantages of the wind power generation and the development of wind power generation industry in China, then the following have been studied profoundly combined with the blade structure and working condition. Firstly with the existing types of fan blade design model, using a NACA4412 airfoil，with the help of 3-D modeling software and coordinate transformation, a three-dimensional model of blade was built up through Pro/e, based on the coordinates of blade sections. This laid a foundation for farther dynamic analysis. Secondly by using the ANSYS finite element analysis software for strength analysis of the fan blades to get the stress, strain cloud pictures provide a theoretical basis for optimization design. 前言 能源和环境是当今人类社会生存和发展所要解决的紧迫问题。常规能源以煤、石油、天然气为主，它不仅资源有限，而且造成了严重的大气污染。随着人口的增长和经济的发展，能源供需矛盾也日益突出。因此，对可再生能源的开发利用，特别是对风能的开发利用己受到世界各国的高度重视。据估计，地球上所接收到的太阳辐射能大约有2%转换成风能，装机容量可达10TW，每年可发出电力13PW.h[1]。 近20年，发达国家在风力发电技术领域上己取得巨大的成就。并网运行的风力发电机组单机容量从最初的数十千瓦级已发展到兆瓦级;控制方式从基本单一的定桨距失速控制向全桨叶变距和变速恒频发展，预计在最近的几年内将推出智能型风力发电机组；运行可靠性从20世纪80年代初的50%，提高到98%以上。并且在风电场运行的风力发电机组全部可以实现集中控制和远程控制[2]。2001年10月，全世界风力发电装机容量突破了20000MW，其中当年新增容量达到 5000MW[3]。 随着煤、石油、天然气等传统化石能源耗尽时间表的日益临近，风能的开发和利用越来越得到人们的重视，已成为能源领域最具商业推广前景的项目之一，目前在国内外发展迅速。而风力发电机转子叶片则是风力发电机组的关键部件之一，其设计、材料和工艺决定风力发电装置的性能和功率。随着联网型风力发电机的出现，风力发电进入高速发展时期，传统材料的叶片在日益大型化的风力发电机上使用时某些性能已达不到要求，于是具有高比强度的复合材料叶片发展起来。本课题主要采用ANSYS软件对某风电机组叶片进行三维建模，并在此基础上对其进行强度分析，从而为优化设计提供理论依据。 1.风力发电简介 1.1风力发电现状 近些年，随着世界经济的迅速发展，对能源的需求持续增加，与此同时带来的全球油价维持高位，天然气价格不断攀升等问题日益突出。为解决能源危机，从20世纪70年代开始，各国政府和国际组织为新能源、可再生能源的开发和研究投入大量资金，目的在于寻求一条经济有效、可持续的发展道路。 与核能、太阳能、生物质等各类新能源相比较，风力发电具备技术相对成熟，大规模开发门槛低、成本相对偏下等特点，在市场上具有一定的竞争力，受到普遍重视，成为行之有效的解决能源和环境问题的重要措施之一[4]。 目前，全球风力发电产业发展迅速，年平均增长率保持在29%左右;据全球风能协会(GWEC)公布的数据，2008年全球新增风电总投资达475亿美元，新增装机容量达27. 26 GW，比上年增长36%;到2009年底，全球装机容量已达到1.6亿千瓦，平均增长30%;据国际能源署公布的预测资料，到2020年全世界风力发电容量将达到12.6亿千瓦，是2002年世界风力发电装机容量的38.4倍。由此可见，风力发电正在受到越来越多的重视，且以势不可挡的发展态势在经济市场中占据着一定的地位。 从装机容量方面来看，世界风能协会(WWEA)发布的《2009世界风能报告》公布的一系列数据和资料表明风力发电的迅速发展:2009年世界风电总装机容量达到159213 MW，当年新增容量38312MW，增长率达31.7%，达到2001年以来最高的年增长率;风电容量继续每3年翻1番，至2009年底全球风力发电量达到340TWh，相当于意大利全年总需电量或全球全年总用电量的2%; 2009年全球风力发电行业的营业额达500亿欧元，共雇员55万人，预计在2012年风力发电行业将首次提供100万个工作岗位;中国在风力发电行业占据着重要位置，将继续发挥火车头的作用，2009年新增装机容量13800MW，连续4年翻番2倍以上，成为风力发电机的最大市场;美国、中国、德国、西班牙、印度五大风力发电国家共占全球风电容量的72.9%，略高于2008年的72.4%;随着巴西和墨西哥的发展，拉丁美洲风力发电也出现令人鼓舞的增长.根据主要风力发电国家的规划，风电在未来仍有巨大的发展空间。以欧洲为例，到2020年实现风力发电占总发电量的12%，而目前各国风电覆盖率水平较低，全球平均风力发电量仅占总发电量的1.19%，要实现12%的目标，还需增长近十倍。风电发展较好大国中，2007年底德国风力发电量占总发电量的4.34%，西班牙为7.78%，属于欧洲较高水平，而美国的风电覆盖率仅有 0.73%。总而言之，风力发电在美国、中国、印度以及欧洲部分国家的增长仍将非常迅速。根据丹麦BTM公司观测，未来五年内风电机组装机容量仍呈现上涨趋势。 中国由于其庞大的消费人口以及近20年经济的迅速发展己成为世界第二大能源消费国，面临着严重的能源问题，电力持续短缺便是其主要问题之一，因此新能源发电技术的研究开发与发展迫在眉捷。自2000年以来，我国风电产业开始驶入发展的快车道，到2003年，已建有40个风力发电站，发电量达到56.7万千瓦，其中以新疆的达坂城发电站规模最大。“十五”期间，我国风电并网迅速发展，全国装机总容量达到126万千瓦，位居世界第10位，亚洲第三位，成为继欧洲、美国和印度之后发展风力发电的主要市场之一。2005年是中国发电设备容量规模历史性突破的一年，生产结构进一步优化，除台湾省外新增风电机组592台，累计风电机组1864台，新增装机容量50.3万kw，累计装机容量126.6万kw。近几年，为满足我国持续持续增长的经济要求，国家发改革委制定了中长期能源战略规划，力争到2020年，使风电装机容量达到3000万kw，相当于替代了2200万吨煤，同时使我国的风电设计、制造和管理技术达到国际先进水平。此外还将陆续出台各项可再生能源管理和实施办法，为风电等各种新能源提供良好的政策保障。 1.2风力发电趋势 发展风电已是不可逆转的潮流，当今世界风电发展的趋势是大型化、海洋化、调速化。 l)单机容量增大:为提高风能利用率，降低使用成本，5一6MW的海上风电机组已经推向市场，风力发电机组正趋向大型化。 2)风电机组通过不同的调节方式提高风电效率，目前比较普遍的是定桨距失速调节和变速变桨距调节; 3)风电机组发电机驱动方式多样化，主要有双馈式、直驱式和混合式。其中直驱式由于其节约投资、减少传动链损失和停机时间以及维护费用低、可靠性好等特点，在市场上占有越来越大的份额[5]。从国际趋势来看，风电机组发电机驱动方式由直驱式和混合式取代双馈式己成为主流。 4)海上风能资源丰富，因此海上风电的大规模开发与发展将是一种必然趋势。 1.3风力发电机叶片现状 1.3.1叶片技术现状 风力发电机装机容量不断增长的大趋势要求单机容量越来越大，随着风电机组向大型化发展，叶片长度也不断增加。德国RePower公司和Enercon公司首先供应了SMW和6Mw的风力涡轮机。ReP0wer的SMw涡轮机的转子直径为126m，叶片长度为61.5m;Enereon的6MW涡轮机转子直径127m，叶片长度58m。然而，这样大的尺寸还不是极限。Enercon己在调研能否达到SMw的发电量，其他设计人员正在考虑10、12甚至巧MW的涡轮机，2020年的目标是20MW。叶片作为接收风能的主要部件，在整个风电设备系统中的地位尤显重要，要求其具有合理的翼型设计、优质的材料和先进的工艺，其设计、制造和性能成为了重点研究和大力发展的目标。目前对于叶片的研究集中在翼型、结构、材料和工艺制造方面[6]。 l)翼型选择 风力机叶片翼型的性能直接影响风能转换的效率，传统的风力机叶片翼型一般沿用航空低速叶片翼型，但是相较于风力发电机的特殊性以及粉尘污染、风蚀的工作环境，航空低速叶片不能满足风电需求。从80年代中期开始，风电发达国家开始研究风机叶片专用翼型，通过风洞实验和数值计算的方法成功开发出许多专用翼型系列，比如美国Seri和 NREL系列，能有效减小由于叶片表面粗糙度增加而造成的风轮性能下降;丹麦RISO一A系列，能在接近失速时具有最大升阻比;瑞典FFA一W系列，具有较高最大升力系数和升阻比;荷兰DU系列，具有限制的上表面厚度，低的粗糙度。 2)材料研究 玻璃纤维增强材料叶片:由于叶片长度加倍后掠风面积可达4倍，以致捕获4倍的能量，所以叶片长度也在不断增加。据计算，叶片重量与风轮半径R近似成3次方关系。鉴于此，复合材料以其材料轻，刚度好，抗疲劳性好，抗腐蚀性强，易于处理等特点成为风电叶片使用最普遍的材料。一般情况下，22m以下的叶片采用玻璃纤维，大于42m的叶片采用碳纤维或碳玻混杂纤维，如NEGMicon NM82.40m长叶片， LM61.sm长叶片都在高应力区使用了碳纤维。碳纤维增强材料叶片:对于大型叶片，为保证在极端风载下叶尖不碰塔架，叶片必须具备足够的刚度，刚度标准已成为新一代MW级叶片设计的关键。既要减轻叶片质量，又要满足刚度与强度的要求，采用碳纤维增强材料是行之有效的途径。碳纤维增强材料的拉伸模量是玻璃纤维增强材料的2一3倍，其性能远远优于玻璃纤维。美国zoltek公司生产的队NEX33(48K)大丝束碳纤维具有良好的抗疲劳性能，使叶片质量减轻40%，成本降低14%，并使整个风力发电装置成本降低45%。鉴于碳纤维价格是玻璃纤维的10倍左右，制造大型仆卜片时，采用玻璃纤维与碳纤维混杂增强的可在保证刚度和强度、降低成本的同时减轻叶片质量。 目前世界上最大的碳纤维与玻璃纤维混杂增强材料风机叶片是Nodex公司为海上风电SMW机组研制的长度为56m的叶片，此外还开发了43m(9.6t)的碳纤维/玻璃纤维风机计卜片，用于陆上2.SMw机组。 3)制造工艺研究 大型风力机叶片大多采用组装方式制造，分别在两个阴模上成型叶片蒙皮，分别在专用模具上成型主梁及其他玻璃钢部件，然后在主模具上把两个蒙皮、主梁及其它部件胶接组装在一起，合模加压固化后形成整体叶片。FRP叶片的成型工艺大致有:手糊工艺、真空辅助注射、树脂传递模塑(RTM)、SCRIMp浸渍工艺、纤维缠绕艺(Fw)、纤维铺放工艺(FP)、木纤维环氧饱和工艺(wEsT)、模压工艺，这些方法各有侧重。手糊工艺:属于传统叶片成型工艺，也称作湿法成型，将纤维基材铺设放在单模中，然后用滚或毛刷涂覆玻璃布和树脂，常温固化后脱膜，该法以手工劳动为主，成本低，用于低成本、形状复杂制品。干法成型属于新兴技术，先将纤维制成浸料，现场铺放，加温(或常温)加压固化，其生产效率高，由丹麦的Vestas公司首创并大量应用。树脂传递模塑(RTM):属于最新发展的叶片成型方法，将纤维预成型体置于模腔中，注入树脂后加温成型。该法是目前世界上公认的低成本制造方法，发展迅速，应用广泛，并衍生出多种方法，主要有生产大型叶片用的VARTM和SCRIMP法。VARTM即真空辅助灌注技术是近几年由RTM改进发展起来的一种工艺。应用真空，以高渗透率介质作引导将树脂注入结构铺层中，多用于形状复杂的大型制品。国外在成型大型玻璃钢产品中有所应用，在我国，由于受到市场、技术、材料、资金等方面的限制和影响，复合材料叶片制造厂家多采用湿法手糊工艺，该工艺己难以实现兆瓦级大型风力机叶片，VARTM则是解决这一问题的新型工艺。上海玻璃钢研究院在研制IMW风力机叶片时采用该工艺，通过多次试验，摸索解决了布管方式、真空度控制、树脂选择、铺层皱折等一系列技术问题，使叶片成型工艺技术水平得到大幅提高。纤维缠绕工艺:借鉴复合材料管道缠绕成型工艺而成，较其它各类成型工艺而言，制品强度高、质量稳定、可重复性好。其技术参数主要涉及纤维张力控制、缠绕速率和缠绕角的控制等。由于叶片典型的非回转体结构特点，应用该方法成本高，线性设计复杂，有待进一步发展。 综上所述，叶片制造工艺正在向着多样化、综合化的方向发展，除以上介绍的工艺方法外，还有热融性环氧预浸料、硬质泡沫发泡和多轴铺层技术等。目前，国外已实现先进工艺的产业化应用，而我国RTM工艺还仍外于试验阶段。 1.3.2叶片研究现状 叶片设计是一个优化设计的过程，它本身是一个气动与结构相互妥协的产物，设计优化目标是从最开始的叶素功率输出最大化到年输出功率最大化再到现在的性价比最优化。叶片气动设计包括气动外形设计及气动性能计算，根据风力机总体性能要求确定风轮直径、叶片数、转速、叶片弦长、叶厚、扭角分布。为有效提高比强度并降低成本，叶片的研究重点集中在叶片翼型设计上。丹麦LM公司提出了"Future Blade”的概念，且己在其54m和61.5m巨型叶片上使用了这种设计概念。LM公司研发部经理Frank V. Nielsen认为未来叶片设计的关键已从效率最大化转移到能量成本(COE)最优化，叶片将会更加细长，这种设计技术将会降低叶片载荷，叶片质量分布更加优化，材料成本将会降低，产品质量将更加得到保证[7]。 目前，国外有关叶片的相关研究主要集中在叶片结构设计过程中的数值分析方法研究。如根据遗传、数值等迭代算法，利用已知条件，通过迭代过程逐渐接近设计目标。对于系统的叶片结构设计方法的研究成果不多，大部分的研究着重于对算法的改进，以提高迭代过程的准确性与快速性[8]。 国内有关叶片结构设计方法的研究主要是对己有叶片进行仿真与数值分析，基本没有提出实用的系统设计和校核方法，未能说明叶片怎么样从无到有的设计过程，同时尚缺乏有针对性的设计依据和准则，对于与结构设计相关的载荷等问题也没能给出明确且有意义的答案，其有限元数值分析方法也都是基于实际叶片测量数据[9]，基本没有针对自主设计叶片的校核分析。 1.4研究内容 叶片是风力发电机的一个主要零件，它把风力机与其它机械区分开来，并作为风力发机的“呼吸中心”起着重要作用。叶片长度决定了风力机能从风中获取多少能量，这是因为它影响着叶轮的扫掠面积。 风轮叶片的优化设计要满足一定的设计标准：年输出功率最大化；最大功率限制输出；振动最小化和避免出现共振；材料消耗最小化；保证叶片结构局部和整体稳定性；叶片结构满足适当的强度要求和刚度要求。 本课题采用NACA系列翼型研究叶片建模方法和控制参数的改变对叶片形状的影响，采用ANSYS建模研究方法，研究叶片在各种工况下的强度和刚度，进而优化叶片参数达到优化叶片模型的目的[10]。具体内容如下： 在有限单元法的理论下，根据已有的叶片翼型，利用大型通用有限元软件 ANSYS建立叶片的有限元模型，采用壳体单元 SHELL63 对模型进行离散化，对建好的有限元模型施加工况条件，进行结构分析，施加气动力、惯性力和重力载荷对建好的模型进行加载对叶片模型ansys结果进行分析！ 1.5 常用翼型介绍 目前在翼型设计制造和生活研究中，常采用以下几种翼型： 1）NACA（4406～4415）翼型 这是美国航空咨询委员会研制的翼型。四位数字的含义是：第一位数字4表示翼型的最大相对弯度（拱度）为4﹪；第二个数字4表示翼型最大厚度处离前缘的距离为弦长的4/10，即4/10l；后两位数字表示最大相对厚度的百分数，即6﹪～15﹪。 2）哥丁根（Gottingen）翼型 这是 1921 年在德国哥丁根研制的翼型。 3）ВИГМ 翼型 这是前苏联水力机械研究所专门为水力机械研究的翼型。 4）RAF—6 翼型（英国翼型） 5）圆弧翼型 6）791 翼型 2.叶片建模 2.1叶片建模方法比较 在有限元分析中，分析对象几何模型的好坏直接影响分析结果的准确性。通常情况下，有以下三种建模方法[11]: 1.输入实体模型:即采用三维CAD建模软件创建模型，转换格式后导入ANSYS软件进行分析，其优点是基于CAD软件强大的建模功能使得建模简便可行，尤其是对于外形结构复杂的分析对象，相比于在ANSYS中建模节省大量的时间;缺点是从CAD软件中导入的模型不适于网格划分，需要做大量的修补工作，甚至由于安装版本、转换格式等限制导致引入模型不完整等问题。并且几何建模与结构分析过程难以一次完成，使得分析模型精度降低。 2.直接建模:该方法是利用有限元程序直接定义节点和单元，适用于小型或简单模型的生成，并能够对几何形状及每个节点和单元的编号完全控制。优点只针对简单零件而言，计算量小、对机器配置要求不高;缺点针对复杂或庞大零件而言，操作乏味繁琐，且有时不可能实现准确的计算，并且生成的模型严格按照节点和单元的顺序定义组集而成，单元必须在节点全部生成后才能定义，并不能利用自适应网格划分功能，进一步改进网格十分困难，使优化设计很不方便。 3.实体建模:通过直接描述模型的几何边界、形状和尺寸等特性来创建模型，在ANSYS软件中通过创建点、线、面、体的方式生成实体模型，可采用自底向上、自顶向下或二者混合的方式建模，并且可利用布尔运算、拖拉、旋转、镜像操作，大大减小工作量，提高效率。同时，能对生成的实体模型采用自适应方式、自由网格、映射方法划分网格，便于加载后进行局部网格细化以及几何上的改进和优化。 根据自身的情况，考虑到叶片形状特点：翼型是沿叶片伸展方向上某一位面的轮廓线，且在连接处跟尾部都有过渡部分，本文采用Pro/e进行三维建模再导入到ansys中[12]。 2.2翼型选择 现代风力机通常是采用三叶片的上风或下风结构。风力机叶展形状、翼型形状与风力发电机的空气动力特性密切相关。一台好的风力机应当尽量增加升力而减小阻力，使之尽量趋于最大值，以增加风力机的风能利用系数[13]。叶片通常由翼型系列组成。由于叶片根部各翼型力臂较小，对风力机风轮输出扭矩贡献不大，所以叶片根部对风力机性能影响较小，主要考虑加工方便和强度问题。在尖部采用薄翼型以满足高升阻比的要求；根部采用相同翼型或较大升力系数翼型的较厚形式，以满足结构强度的需要。典型运行工况下的雷诺数范围是 [14]。常用的翼型有 NACA44xx 系列、NACA644xx 系列和 NACA230xx 系列等航空翼型；专用翼型有美国的 SERI 翼型系列以及 NREL 翼型系列、丹麦的 RISφ—A 系列翼型和瑞典的 FFA—W 系列翼型族。根据不同的设计需要选取翼型。翼型数据及其气动性可参考 profili 软件、中国气动力研究与发展中心的文献等。从 profili 软件导出 NACA4412 的翼型数据。导出如图所示2-1 所示。 导出 NACA4412.DAT 文件。翼型数据见表 2-1 图2-1 NACA4412翼型数据的导出 表2-1 NACA4412翼型数据 NACA 4412 1.0000 0.0013 0.9500 0.0147 0.9000 0.0271 0.8000 0.0489 0.7000 0.0669 0.6000 0.0814 0.5000 0.0919 0.4000 0.0980 0.3000 0.0976 0.2500 0.0941 0.2000 0.0880 0.1500 0.0789 0.1000 0.0659 0.0750 0.0576 0.0500 0.0473 0.0250 0.0339 0.0125 0.0244 0.0000 0.0000 0.0125 -0.0143 0.0250 -0.0195 0.0500 -0.0249 0.0750 -0.0274 0.1000 -0.0286 0.1500 -0.0288 0.2000 -0.0274 2.3叶片各截面空间实际坐标的求解 2.3.1 基本原理 图形变换的实质是对组成图形的各顶点进行坐标变换[15]。运用齐次坐标的方法，可将三维空间点的几何变换表示为： 其中，T是4*4的变换矩阵，即：T= 其中，左上角子矩阵产生三维图形的比例、对称、错切和转换变换；左下角子矩阵产生平移变换；右上角子矩阵产生透视变换；右下角子矩阵产生全比例变换。 2.3.2叶片截面坐标变换 要进行叶片三维造型，首先是对叶片的截面进行坐标转换，使叶片各剖面坐标转化到相应的三维空间坐标中去。具体可按下述步骤来实现:首先获得翼型剖面曲线坐标 ，再转化为以气动中心为坐标原点的平面坐标 ，最后经过平移、旋转至相应的三维空间坐标(x，y，z)。设叶片r=o的叶素平面为xy平面，叶展从叶根至叶尖方向定位z轴正向，三维空间原点设在r=o的叶素平面的气动中心处。翼型轮廓离散点坐标为(x，y，z)。 设气动中心的坐标为 则以气动中心为原点，弦线为x轴的轮廓二维坐标为 = - 再结合实际弦长得实际叶素坐标 = *L 经旋转，平移得三维空间的实际坐标为 通过EXCEL可完成各翼型截面上所有离散点的空间坐标计算，部分数据如表2-2： 表 2-2 部分截面坐标数据 2.4叶片立体图的pro/e建模实现 通过上述过程获得各叶素空间实际坐标(x ，y ，z)，进而可通过各种绘图软件直接绘制叶片。 2.4.1绘制各叶素轮廓线。 第一步：把一个叶素计算出的 x，y，z 坐标数组，在 Excel 中的数据点排成 3 列。第二步：把这三列数据复制到一个文本文件 txt 中，在文本文件中也要排成 3 列，数据前写入文字open Arclength begin section!1 begin curve； 第三步：把文本文件后缀名改为ibl格式，然后保存； 第四步：在 pro/e中建立叶素翼型的样条曲线。 在建模过程中执行插入样条曲线，选择通过点形成，选择从文件中的点，选中你刚才保存的ibl文件，就画出了该叶素的翼型曲线。如图2-2. 图 2-2 叶素翼型曲线形成 重复上述过程，计算 18 个截面各点的空间坐标，导入pro/e，画出各截面的翼型曲线。如图 2-3 所示： 图 2-3 各截面翼型曲线 叶根部分考虑了安装和结构的过渡性,按结构要求绘制，叶片根部各翼型力臂较小，对风力机风轮输出扭矩贡献不大，所以叶片根部对风力机性能影响较小。叶根部分考虑了安装和结构的过渡性,按结构要求绘制，本文用圆周型连接。如图2-4所示： 图2-4 叶根部分曲线 2.4.2通过曲线创建叶片的自由曲面。 在pro/e中通过各个叶素的样条曲线，创建整个叶片的自由扭曲的曲面形状。如图 2-5 所示: 图2-5 各叶素形成的曲面 3.叶片有限元分析 3.1翼型主要设计参数 机的机翼、轮船的螺旋桨，以及轴流式压缩机、水轮机、泵（风机）的叶轮叶片等，其断面形状都是机翼形。 机翼的形状如图3-1所示 图中l称为翼弦长度，b称为翼展，l /b称为展弦比。如机翼的翼弦长度不是定值时，求展弦比可用翼弦长度的平均值。根据展弦比的不同，可把机翼分为两种：一为有限展翼比机翼，或称有限翼展机翼，如图 3-1(a)所示；另一种为无限展弦比机翼，或称无限翼展机翼，其翼展长度为无限大，如图 3-1(b)所示。当然翼展不可能无限长，如果机翼的两端是固体壁，例如轴流泵等的风轮叶片，就可看作是无限翼展机翼。 图3-1 机翼 图3-2 翼型 垂直于翼展重心轴线的机翼剖面称为翼型或翼型剖面。如图 3-2所示。 1） 翼弦长度 连接翼型前、后缘点的直线长度称为翼型长度。 2） 翼型厚度 y 在垂直于翼弦方向上，翼型上下表面之间的各线段长度，称为翼型厚度，其中最大的厚度以 表示，最大厚度与翼弦的比值 /L称为最大厚度。从前缘点至翼弦上相应于最大厚度一点以 表示，其相对值 /L称为最大相对厚度。 3） 翼型中线 翼型上下表面之间表示翼型厚度各垂直线的中点连线，称为翼型中线，或称为翼型 骨线。 4）翼型弯度h 翼型骨线至翼弦的距离，称为翼型弯度或翼型拱度。最大弯度 与弦长L的比值称为最大相对弯度。从前缘点至翼弦上最大弯度点的距离以 表示，其相对值以 /L表示。 5）攻角 翼弦与来流方向的夹角 3.2叶片载荷计算 由于风力发电机在运行过程中受力情况非常复杂，计算中通常只选取特定载荷计算，如气动力载荷、重力载荷、惯性力载荷、脉冲力载荷等。本文所要研究的作用在风力机上的载荷主要包括：空气动力载荷（升力和阻力）、重力载荷、惯性力载荷、叶片上的载荷[16]。 作用在叶片上的空气动力是风力机最主要的动力来源，也是各个零部件载荷的主要来源，其载荷主要包括挥舞方向和摆振方向的剪力与弯矩，以及变桨距时与变桨距力矩平衡的叶片俯仰力矩。叶片上的气动载荷可以根据动量一叶素理论计算。 本文在加载过程中，我们考虑的空气动力主要有升力和阻力。具体计算公式如下: 升力： （3-1） 阻力： EMBED Equation.3 （3-2） 式中： ---翼型升力系数； ---翼型阻力系数； ---不受外界因素影响的液流相对速度的几何平均值； A---翼型的最大投影面面积； ---空气密度，本文取1.27 叶片在转动过程中始终承受着重力载荷的作用，在模型中将重力载荷加载在Y方向。 离心力载荷方向总是沿着叶片展向向外，在模型中将离心力载荷加载在Z方向。 把叶片看作根部固定的悬臂梁，叶片各截面重心连线为空间曲线，它在外力作用下发生的变形可忽略不计，且仅计算叶片上由离心符合引起的拉伸应力和弯曲应力以及动力（气动力）引起的弯曲应力。 1）离心拉伸应力 （3-3） 式中： ---叶片密度； ---叶片旋转角速度； R---截面半径； F---叶片截面面积 2）气动弯曲应力 轴向气动力： （3-4） i=1，2.，3…… （3-5） ---进出口边的轴面速度； ---理论流量； ---进口边处的轴面流体过断面形成线的质量中心半径； ---上述形成线的长度； ---排挤系数， =1- (z---叶片数， ---圆周厚度，其中 , , ，z, 已知)。 周向气动力： （3-6） i=1，2，3….. （3-7） ---叶轮叶片进口边的圆周速度； ---叶轮叶片进出口边的直径； n---转速 ， ,n已知； ---进出口气体重度； ---进出口气体压力； a---轴向坐标； u---轴向坐标 坐标变换：将弯矩投影到叶片界面的主惯性轴η，ζ上 （3-8a） （3-8b） 式中：α是η与X轴的夹角 气动弯曲应力： （3-9） 式中 J 为惯性矩。 3）离心弯曲应力 离心力： （3-10） 式中： --其他符号同前。 离心弯矩： （3-11a） （3-11b） 式中：a——轴向坐标； u——周向坐标 坐标变换： （3-12a） （3-12b） 离心弯曲应力： （3-13） 总应力计算： （3-14） 3.3模型导入ansys进行分析 3.3.1模型导入 将pro/e中建好的模型另存为*.igs文件格式[17]，打开ansys，在File—import—iges中选择上述另存的*.igs文件，打开文件，如图3-3示： 图3-3 叶片导入ansys中的模型 3.3.2元素类型定义 叶片是一个壳单元，是空心结构，通过前处理定义壳单元类型，GUI命令为“Preprocessor​—Element—Add/Edit/Delete”定义为壳体单元 SHELL63。 3.3.3材料定义 本文采用的材料是玻璃钢材料。GUI命令为“Preprocessor—Material Props—Material Model” 定义材料性能参数，杨氏弹性模量E=2.1E09 泊松比μ=0.33，密度 3.3.4网格划分 划分网格是建立有限元模型的一个重要环节，划分网格的形式和大小直接影响到计算精度和计算规模[18]。为建立正确、合理的有限元模型，必须考虑到网格数量、密度、网格分界点以及布局等因素。网格划分可采用自由网格、映射网格以及自适应网格划分。本文采用自适应网格划分方式，主要从叶片的径向和环向进行划分，在径向方向考虑其纵向加强筋梯度变化为网格划分控制点。GUI命令为“Preprocessor​—Meshing—Meshing Tool”进行网格划分，划分网格后如图3-4所示： 图3-4 叶片网格划分 3.3.5定义约束 在有限元分析中载荷包括内外环境对物体的作用和边界条件，包括自由度、集中载荷、面载荷、体载荷和惯性载荷。载荷可以在实体模型上或有限元模型上直接加载，最终都在有限元程序求解前转化到节点或单元上[19]。根据叶片特点，将叶片根部与轮毅的连接看作刚性连接，根部六个自由度被固定全约束，整个结构简化为悬臂梁形式进行分析。GUI命令为“Solution—Define Loads—Apply—Structural—Displacement—On Lines”定义好如图3-5示： 图3-5 模型定义约束 3.3.6施加载荷 ANSYS程序中的结构静力分析是用来计算在固定不变的载荷作用下结构的响应，即由于稳态载荷引起的系统或部件的位移、应力、应变和力。同时，结构静力分析还包括计算那些固定不变的惯性载荷以及那些近似等价为静力作用的随时间变化的载荷对结构的影响。 在正常运行过程中，风力机叶片的受力情况非常复杂，为了研究问题方便，把外界的作用力简化为三种:气动力、重力和惯性力。在ansys求解环境中，以整体坐标y轴为叶片旋转轴线，叶片展向为z轴方向，x轴在叶片旋转平面内，且垂直于y轴和z轴。将叶片所受的空气动力载荷简化为翼型截面的集中力载荷，因弯矩载荷由集中力载荷产生，所以在进行有限元模拟中，对叶片模型施加集中力载荷与重力载荷；因本文是对单个叶片进行模拟分析，要把叶片作为悬臂粱进行约束，所以边界约束条件就是对叶片根部截面的完全约束由式（3-1）、式（3-2）计算出各截面升力、阻力载荷，由表3-1中数据计算出惯性力载荷、重力载荷，对叶片截面依次加上升力载荷、阻力载荷、惯性力及重力载荷后，进行求解。 表3-1风机叶片所受的简化集中力载荷和弯矩载荷 模型中将升力载荷加在X方向，将阻力载荷与重力载荷加在Y方向，将惯性载荷加在Z方向。其值如表3-2所示： 表3-2 风机叶片所受的简化载荷 截面编号 （升力N） （重力+阻力N） （惯性力N） 1 2362 6400+130 2822 2 2270.5 3012+96 1534 3 1467 1664+67.5 530.5 4 1424 1006.5+56 464.5 5 1341 588.5+151.1 2839 6 1082 237+46 2473.5 7 660 67+30 2203.5 8 434.5 39+22 889.5 9 305 28.5+0.027 528.5 由上表知模型个截面的三相载荷，从而在ansys中对模型施加载荷，先将坐标系移至某一截面命令为WorkPlane—Offset WP To—xyzLocations +，移至截面后在加载，ansys加载的GUI命令为“Solution—Define Loads—Apply—Structural—Force/Moment—On Nodes”选中相关区域，输入载荷。如图3-6所示： 图3-6 截面施加载荷 重复上述过程，将个截面载荷分别加载即可。然后进行求解。GUI命令为“Soiution—Slove—Current LS”。Ansys开始运行就算，当提示“Solution is done”表示计算以完成。 4.结果分析及优化方向 4.1工况结果分析 本工况考虑了气动力的升力和阻力载荷、重力载荷和惯性力载荷。其各个方向的应力图、位移图、应变图分别如图示 图3-7 总的位移图 图3-8 X方向位移图 图3-9 X方向应力图 图3-10 X方向应变图 X方向的位移图如图 3-8 所示。从图中可以看出，工况下X方向的最大位移发生在叶尖处，其值为 EMBED Equation.3 ，最小位移发生在叶根处，其值为 X方向应力图如图3-9所示。 从图上可以看出，X方向的最大应力和最小应力发生在距叶尖约 1/10 处的翼型截面的不同侧上，其值分别为 ， X方向应变如图3-10所示。从图上可以看出，X方向的最大应变和最小应变发生在距叶尖约 1/10 处的翼型截面的不同侧上，其值为 ， 图3-11 Y方向位移图 图3-12 Y方向应力图 图3-13 Y方向应变图 Y方向的位移图如图 3-11 所示。从图中可以看出，工况下Y方向的最大位移发生在叶根处某一截面上，其值为 EMBED Equation.3 ，最小位移发生在叶尖处，其值为 EMBED Equation.3 Y方向应力图如2-12图示，从图上可以看出，Y方向最大应力及最小应力发生在叶根附近截面的不同侧上其值为 ， Y方向应变如图3-13所示。从图上可以看出，Y方向最大应变及最小应变在叶根处某一截面的不同侧上，其值分别为 ， 图3-14 Z方向位移图 图3-15 Z方向应力图 图3-16 Z方向应变图 Z方向位移图如3-14图示。从图上可以看出，最大位移发生在叶根处，其值为 大小位移发生在最大弦长处其值为 Z方向应力图如3-15图示。从图上可以看出，最大应力及最小应力发生在叶根某一截面出的不同侧，其值分别为 ， Z方向应变如图3-16示，从图上可以看出，最大应变及最小应变发生在叶根某一截面上的不同侧，其值分别为 ， 从以上比较中我们可以得出：应力、位移、应变的最值大小及所处位置与翼型 形状、位置及所加载荷方式有关。 4.2优化方向 由以上分析可知：翼型种类、翼型在叶片中的排列位置及所加载荷均对叶片强度和刚度有一定的影响。因此，在优化时应从以下方面着手[20]： 1）翼型。翼型形状的优化将是叶片优化中永远不变的主题，在此优化中，可以选择优化翼型几何参数，翼型材料等等。 2）位置。翼型在叶片中的排列位置也将影响叶片的刚度和强度，因此叶片中翼型的排列方式也是优化的另一重要课题。 3）加载方式。在文中我们采用了三种不同的加载方式，得出了不同的结论。有结论中可以看出，第一类工况下应力最值较大，优化时可从减轻重量、减小惯性等方面入手；有集中力和弯矩作用的叶片变形最值均较小[21]；而气动力、重力、惯性力作用的叶片变形较大。由此，我们可以从加载方式上进行优化，如改变叶片安装角，让叶片受力方式简化成只受集中力和弯矩的作用等。 5.结论与展望 5.1结论 本文以风机叶片为研究对象，采用 NACA 系列翼型，在叶片的数据采集、三维建模和强度分析等方面进行了研究，主要工作及结论如下: 1.本文结合空气动力学相关知识，系统地介绍了风机叶片的几种叶展形状设计模型，并采用了NACA4412翼型，使用Profili软件采集叶素数据，得到可用于三维建模的数据序列。 2.应用三维建模Pro/e软件，基于截面坐标，通过坐标变换方法对叶片进行了三维建模，为风机叶片设计者提供了一种较为方便、精确、快速的三维建模方法，同时也给后续的叶片气动性能计算奠定了基础 3. .考虑叶片实际连接情况，将其视为刚性连接，对叶片根部采用全约束简化为悬臂梁进行强度和刚度分析。考虑到叶片模型为壳体结构，通过将计算的弯矩载荷等效为线性分布力载荷的方案进行加载，最终应用有限元分析软件ANSYS进行了进行叶片强度分析.并得出优化方向。 5.2展望 风机叶片的设计、优化已经成为风机优化的主题之一，也是风力发电的关键技术的标志。风力发电的主要课题之一就是风机叶片的结构设计及优化。本文只是做了最初步的研究，还有很多不足，为了提高弦长和扭角的计算精度，可增加叶片截面数量，以及适当选择计算参数，建立更精确地模型，确保得到更精确的分析结果。 致谢 本文的研究工作及论文的最终成文是在燕怒老师悉心指导和严格要求下完成的。论文字里行间都凝结着导师的无私指导的结晶，感谢燕老师为我的学业付出的辛苦工作。老师严谨的治学严谨、知识渊博、刻苦钻研的精神，给我留下了深刻的印象并使我终生受益。谨向老师表示衷心的感谢和崇高的敬意！ 感谢所有教过我的老师，你们严谨的治学态度，勤勉的工作作风，无私的精神给我留下了深刻的记忆。 感谢一起愉快生活、学习的081053班所有同学，和你们一起的四年是我人生中一笔可贵的财富。 感谢一直都对我无私付出、默默奉献的家人，作为我无条件的支持者给予我莫大的鼓励与支持，能让我追寻自己的路，谢谢你们！ 参考文献 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本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权　　 　 　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 指导教师评阅书 指导教师评价： 一、撰写（设计）过程 1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 5、完成（设计）期间的出勤情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 指导教师： （签名） 单位： （盖章） 年 月 日 评阅教师评阅书 评阅教师评价： 一、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建议成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 评阅教师： （签名） 单位： （盖章） 年 月 日 教研室（或答辩小组）及教学系意见 教研室（或答辩小组）评价： 一、答辩过程 1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、学生答辩过程中的精神状态 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）质量 1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、论文（设计）水平 1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 评定成绩：□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 教研室主任（或答辩小组组长）： （签名） 年 月 日 教学系意见： 系主任： （签名） 年 月 日 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经特别注明引用的内容和致谢的地方外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者（本人签名）： 年 月 日 学位论文出版授权书 本人及导师完全同意《中国博士学位论文全文数据库出版章程》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库出版章程》(以下简称“章程”)，愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社”在《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》中全文发表和以电子、网络形式公开出版，并同意编入CNKI《中国知识资源总库》，在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播，同意按“章程”规定享受相关权益。 论文密级： □公开 □保密（___年__月至__年__月）(保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 作者签名：_______ 导师签名：_______ _______年_____月_____日 _______年_____月_____日 独 创 声 明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律后果由本人承担。   作者签名: 二〇一〇年九月二十日   毕业设计（论文）使用授权声明 本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。 本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。 （保密论文在解密后遵守此规定）   作者签名: 二〇一〇年九月二十日 致 谢 时间飞逝，大学的学习生活很快就要过去，在这四年的学习生活中，收获了很多，而这些成绩的取得是和一直关心帮助我的人分不开的。 首先非常感谢学校开设这个课题，为本人日后从事计算机方面的工作提供了经验，奠定了基础。本次毕业设计大概持续了半年，现在终于到结尾了。本次毕业设计是对我大学四年学习下来最好的检验。经过这次毕业设计，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析问题的能力、合作精神、严谨的工作作风等方方面面都有很大的进步。这期间凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感谢。没有他们的帮助，我将无法顺利完成这次设计。 首先，我要特别感谢我的知道郭谦功老师对我的悉心指导，在我的论文书写及设计过程中给了我大量的帮助和指导，为我理清了设计思路和操作方法，并对我所做的课题提出了有效的改进方案。郭谦功老师渊博的知识、严谨的作风和诲人不倦的态度给我留下了深刻的印象。从他身上，我学到了许多能受益终生的东西。再次对周巍老师表示衷心的感谢。 其次，我要感谢大学四年中所有的任课老师和辅导员在学习期间对我的严格要求，感谢他们对我学习上和生活上的帮助，使我了解了许多专业知识和为人的道理，能够在今后的生活道路上有继续奋斗的力量。 另外，我还要感谢大学四年和我一起走过的同学朋友对我的关心与支持，与他们一起学习、生活，让我在大学期间生活的很充实，给我留下了很多难忘的回忆。 最后，我要感谢我的父母对我的关系和理解，如果没有他们在我的学习生涯中的无私奉献和默默支持，我将无法顺利完成今天的学业。 四年的大学生活就快走入尾声，我们的校园生活就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。 回首四年，取得了些许成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师四年来对我孜孜不倦的教诲，对我成长的关心和爱护。 学友情深，情同兄妹。四年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏的最美好的记忆。 在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成完成学业，感激他们一直以来对我的抚养与培育。 最后，我要特别感谢我的导师***老师、和研究生助教***老师。是他们在我毕业的最后关头给了我们巨大的帮助与鼓励，给了我很多解决问题的思路，在此表示衷心的感激。老师们认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅。他无论在理论上还是在实践中，都给与我很大的帮助，使我得到不少的提高这对于我以后的工作和学习都有一种巨大的帮助，感谢他耐心的辅导。在论文的撰写过程中老师们给予我很大的帮助，帮助解决了不少的难点，使得论文能够及时完成，这里一并表示真诚的感谢。 致 谢 这次论文的完成，不止是我自己的努力，同时也有老师的指导，同学的帮助，以及那些无私奉献的前辈，正所谓你知道的越多的时候你才发现你知道的越少，通过这次论文，我想我成长了很多，不只是磨练了我的知识厚度，也使我更加确定了我今后的目标：为今后的计算机事业奋斗。在此我要感谢我的指导老师——***老师，感谢您的指导，才让我有了今天这篇论文，您不仅是我的论文导师，也是我人生的导师，谢谢您！我还要感谢我的同学，四年的相处，虽然我未必记得住每分每秒，但是我记得每一个有你们的精彩瞬间，我相信通过大学的历练，我们都已经长大，变成一个有担当，有能力的新时代青年，感谢你们的陪伴，感谢有你们，这篇论文也有你们的功劳，我想毕业不是我们的相处的结束，它是我们更好相处的开头，祝福你们！我也要感谢父母，这是他们给我的，所有的一切；感谢母校，尽管您不以我为荣，但我一直会以我是一名农大人为荣。 通过这次毕业设计，我学习了很多新知识，也对很多以前的东西有了更深的记忆与理解。漫漫求学路，过程很快乐。我要感谢信息与管理科学学院的老师，我从他们那里学到了许多珍贵的知识和做人处事的道理，以及科学严谨的学术态度，令我受益良多。同时还要感谢学院给了我一个可以认真学习，天天向上的学习环境和机会。 即将结束*大学习生活，我感谢****大学提供了一次在农大接受教育的机会，感谢院校老师的无私教导。感谢各位老师审阅我的论文。 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 指导教师签名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权　　 　 　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 独 创 声 明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律后果由本人承担。   作者签名: 年 月 日   毕业设计（论文）使用授权声明 本人完全了解**学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。 本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。 （保密论文在解密后遵守此规定）   作者签名: 年 月 日 基本要求：写毕业论文主要目的是培养学生综合运用所学知识和技能，理论联系实际，独立分析，解决实际问题的能力，使学生得到从事本专业工作和进行相关的基本训练。毕业论文应反映出作者能够准确地掌握所学的专业基础知识，基本学会综合运用所学知识进行科学研究的方法，对所研究的题目有一定的，论文题目的范围不宜过宽，一般选择本学科某一重要问题的一个侧面。 毕业论文的基本教学要求是： 1、培养学生综合运用、巩固与扩展所学的基础理论和专业知识，培养学生独立分析、解决实际问题能力、培养学生处理数据和信息的能力。2、培养学生正确的理论联系实际的工作作风，严肃认真的科学态度。3、培养学生进行社会调查研究；文献资料收集、阅读和整理、使用；提出论点、综合论证、总结写作等基本技能。 毕业论文是毕业生总结性的独立作业，是学生运用在校学习的基本知识和基础理论，去分析、解决一两个实际问题的实践锻炼过程，也是学生在校学习期间学习成果的综合性总结，是整个教学活动中不可缺少的重要环节。撰写毕业论文对于培养学生初步的科学研究能力，提高其综合运用所学知识分析问题、解决问题能力有着重要意义。 毕业论文在进行编写的过程中，需要经过开题报告、论文编写、论文上交评定、论文答辩以及论文评分五个过程，其中开题报告是论文进行的最重要的一个过程，也是论文能否进行的一个重要指标。 撰写意义：1.撰写毕业论文是检验学生在校学习成果的重要措施，也是提高教学质量的重要环节。大学生在毕业前都必须完成毕业论文的撰写任务。申请学位必须提交相应的学位论文，经答辩通过后，方可取得学位。可以这么说，毕业论文是结束大学学习生活走向社会的一个中介和桥梁。毕业论文是大学生才华的第一次显露，是向祖国和人民所交的一份有份量的答卷，是投身社会主义现代化建设事业的报到书。一篇毕业论文虽然不能全面地反映出一个人的才华，也不一定能对社会直接带来巨大的效益，对专业产生开拓性的影响。但是，实践证明，撰写毕业论文是提高教学质量的重要环节，是保证出好人才的重要措施。 2.通过撰写毕业论文，提高写作水平是干部队伍“四化”建设的需要。党中央要求，为了适应现代化建设的需要，领导班子成员应当逐步实现“革命化、年轻化、知识化、专业化”。这个“四化”的要求，也包含了对干部写作能力和写作水平的要求。 3.提高大学生的写作水平是社会主义物质文明和精神文明建设的需要。在新的历史时期，无论是提高全族的科学文化水平，掌握现代科技知识和科学管理方法，还是培养社会主义新人，都要求我们的干部具有较高的写作能力。在经济建设中，作为领导人员和机关的办事人员，要写指示、通知、总结、调查报告等应用文；要写说明书、广告、解说词等说明文；还要写科学论文、经济评论等议论文。在当今信息社会中，信息对于加快经济发展速度，取得良好的经济效益发挥着愈来愈大的作用。写作是以语言文字为信号，是传达信息的方式。信息的来源、信息的收集、信息的储存、整理、传播等等都离不开写作。 论文种类：毕业论文是学术论文的一种形式，为了进一步探讨和掌握毕业论文的写作规律和特点，需要对毕业论文进行分类。由于毕业论文本身的内容和性质不同，研究领域、对象、方法、表现方式不同，因此，毕业论文就有不同的分类方法。 按内容性质和研究方法的不同可以把毕业论文分为理论性论文、实验性论文、描述性论文和设计性论文。后三种论文主要是理工科大学生可以选择的论文形式，这里不作介绍。文科大学生一般写的是理论性论文。理论性论文具体又可分成两种：一种是以纯粹的抽象理论为研究对象，研究方法是严密的理论推导和数学运算，有的也涉及实验与观测，用以验证论点的正确性。另一种是以对客观事物和现象的调查、考察所得观测资料以及有关文献资料数据为研究对象，研究方法是对有关资料进行分析、综合、概括、抽象，通过归纳、演绎、类比，提出某种新的理论和新的见解。 按议论的性质不同可以把毕业论文分为立论文和驳论文。立论性的毕业论文是指从正面阐述论证自己的观点和主张。一篇论文侧重于以立论为主，就属于立论性论文。立论文要求论点鲜明，论据充分，论证严密，以理和事实服人。驳论性毕业论文是指通过反驳别人的论点来树立自己的论点和主张。如果毕业论文侧重于以驳论为主，批驳某些错误的观点、见解、理论，就属于驳论性毕业论文。驳论文除按立论文对论点、论据、论证的要求以外，还要求针锋相对，据理力争。 按研究问题的大小不同可以把毕业论文分为宏观论文和微观论文。凡届国家全局性、带有普遍性并对局部工作有一定指导意义的论文，称为宏观论文。它研究的面比较宽广，具有较大范围的影响。反之，研究局部性、具体问题的论文，是微观论文。它对具体工作有指导意义，影响的面窄一些。 另外还有一种综合型的分类方法，即把毕业论文分为专题型、论辩型、综述型和综合型四大类： 1．专题型论文。这是分析前人研究成果的基础上，以直接论述的形式发表见解，从正面提出某学科中某一学术问题的一种论文。如本书第十二章例文中的《浅析领导者突出工作重点的方法与艺术》一文，从正面论述了突出重点的工作方法的意义、方法和原则，它表明了作者对突出工作重点方法的肯定和理解。2．论辩型论文。这是针对他人在某学科中某一学术问题的见解，凭借充分的论据，着重揭露其不足或错误之处，通过论辩形式来发表见解的一种论文。3．综述型论文。这是在归纳、总结前人或今人对某学科中某一学术问题已有研究成果的基础上，加以介绍或评论，从而发表自己见解的一种论文。4．综合型论文。这是一种将综述型和论辩型两种形式有机结合起来写成的一种论文。如《关于中国民族关系史上的几个问题》一文既介绍了研究民族关系史的现状，又提出了几个值得研究的问题。因此，它是一篇综合型的论文。 写作步骤：毕业论文是高等教育自学考试本科专业应考者完成本科阶段学业的最后一个环节，它是应考者的 总结 性独立作业，目的在于总结学习专业的成果，培养综合运用所学知识解决实际 问题 的能力。从文体而言，它也是对某一专业领域的现实问题或 理论 问题进行 科学 研究 探索的具有一定意义的论说文。完成毕业论文的撰写可以分两个步骤，即选择课题和研究课题。 首先是选择课题。选题是论文撰写成败的关键。因为，选题是毕业论文撰写的第一步，它实际上就是确定“写什么”的问题，亦即确定科学研究的方向。如果“写什么”不明确，“怎么写”就无从谈起。 教育部自学考试办公室有关对毕业论文选题的途径和要求是“为鼓励理论与工作实践结合，应考者可结合本单位或本人从事的工作提出论文题目，报主考学校审查同意后确立。也可由主考学校公布论文题目，由应考者选择。毕业论文的总体要求应与普通全日制高等学校相一致，做到通过论文写作和答辩考核，检验应考者综合运用专业知识的能力”。但不管考生是自己任意选择课题，还是在主考院校公布的指定课题中选择课题，都要坚持选择有科学价值和现实意义的、切实可行的课题。选好课题是毕业论文成功的一半。 第一、要坚持选择有科学价值和现实意义的课题。科学研究的目的是为了更好地认识世界、改造世界，以推动社会的不断进步和发展 。因此，毕业论文的选题，必须紧密结合社会主义物质文明和精神文明建设的需要，以促进科学事业发展和解决现实存在问题作为出发点和落脚点。选题要符合科学研究的正确方向，要具有新颖性，有创新、有理论价值和现实的指导意义或推动作用，一项毫无意义的研究，即使花很大的精力，表达再完善，也将没有丝毫价值。具体地说，考生可从以下三个方面来选题。首先，要从现实的弊端中选题，学习了专业知识，不能仅停留在书本上和理论上，还要下一番功夫，理论联系实际，用已掌握的专业知识，去寻找和解决工作实践中急待解决的问题。其次，要从寻找科学研究的空白处和边缘领域中选题，科学研究。还有许多没有被开垦的处女地，还有许多缺陷和空白，这些都需要填补。应考者应有独特的眼光和超前的意识去思索，去发现，去研究。最后，要从寻找前人研究的不足处和错误处选题，在前人已提出来的研究课题中，许多虽已有初步的研究成果，但随着社会的不断发展，还有待于丰富、完整和发展，这种补充性或纠正性的研究课题，也是有科学价值和现实指导意义的。 第二、要根据自己的能力选择切实可行的课题。毕业论文的写作是一种创造性劳动，不但要有考生个人的见解和主张，同时还需要具备一定的客观条件。由于考生个人的主观、客观条件都是各不相同的，因此在选题时，还应结合自己的特长、兴趣及所具备的客观条件来选题。具体地说，考生可从以下三个方面来综合考虑。首先，要有充足的资料来源。“巧妇难为无米之炊”，在缺少资料的情况下，是很难写出高质量的论文的。选择一个具有丰富资料来源的课题，对课题深入研究与开展很有帮助。其次，要有浓厚的研究兴趣，选择自己感兴趣的课题，可以激发自己研究的热情，调动自己的主动性和积极性，能够以专心、细心、恒心和耐心的积极心态去完成。最后，要能结合发挥自己的业务专长，每个考生无论能力水平高低，工作岗位如何，都有自己的业务专长，选择那些能结合自己工作、发挥自己业务专长的课题，对顺利完成课题的研究大有益处。 致 谢 这次论文的完成，不止是我自己的努力，同时也有老师的指导，同学的帮助，以及那些无私奉献的前辈，正所谓你知道的越多的时候你才发现你知道的越少，通过这次论文，我想我成长了很多，不只是磨练了我的知识厚度，也使我更加确定了我今后的目标：为今后的计算机事业奋斗。在此我要感谢我的指导老师——***老师，感谢您的指导，才让我有了今天这篇论文，您不仅是我的论文导师，也是我人生的导师，谢谢您！我还要感谢我的同学，四年的相处，虽然我未必记得住每分每秒，但是我记得每一个有你们的精彩瞬间，我相信通过大学的历练，我们都已经长大，变成一个有担当，有能力的新时代青年，感谢你们的陪伴，感谢有你们，这篇论文也有你们的功劳，我想毕业不是我们的相处的结束，它是我们更好相处的开头，祝福你们！我也要感谢父母，这是他们给我的，所有的一切；感谢母校，尽管您不以我为荣，但我一直会以我是一名农大人为荣。 通过这次毕业设计，我学习了很多新知识，也对很多以前的东西有了更深的记忆与理解。漫漫求学路，过程很快乐。我要感谢信息与管理科学学院的老师，我从他们那里学到了许多珍贵的知识和做人处事的道理，以及科学严谨的学术态度，令我受益良多。同时还要感谢学院给了我一个可以认真学习，天天向上的学习环境和机会。 即将结束*大学习生活，我感谢****大学提供了一次在**大接受教育的机会，感谢院校老师的无私教导。感谢各位老师审阅我的论文。 � EMBED ET.Xls.6 \* MERGEFORMAT ��� _1234567921.unknown _1234567937.unknown _1234567953.unknown _1234567962.unknown _1234567970.unknown _1234567974.unknown _1234567978.unknown _1234567980.unknown _1234567981.unknown _1234567982.unknown _1234567979.unknown _1234567976.unknown _1234567977.unknown _1234567975.unknown _1234567972.unknown _1234567973.unknown _1234567971.unknown _1234567966.unknown 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