随着风电行业的迅猛发展,风电机组的大型化已为成必然趋势。风电叶片作为风电机组中最主要部件之一,由于所受工作载荷复杂多变,导致风电叶片疲劳故障频发,严重威胁着风电机组的运行安全。因而,探究其疲劳载荷下的刚度退化的一般规律,可为风电叶片的疲劳性能研究及寿命预测提供理论依据。本文以风电叶片疲劳试验数据为依据,从复合材料的疲劳损伤机理出发,对风电叶片的刚度退化过程进行分析,探索疲劳载荷作用下复合材料风电叶片刚度退化建模方法。主要研究工作如下:(1)基于风电叶片复合材料的累积损伤模型,建立了疲劳载荷作用下风电叶片复合材料刚度退化模型。通过多种复合材料的试验数据对提出的累积损伤模型和刚度退化模型分别进行了验证。结果表明,本文提出的模型具有较高的拟合精度。累积损伤模型能够对复合材料疲劳损伤的产生、扩展及最后失效阶段的整个过程进行准确描述;刚度退化模型则能准确地对不同玻璃纤维复合材料在不同载荷下的刚度退化规律进行描述。(2)风电叶片的刚度退化分析。基于风电叶片的疲劳试验数据,通过应力-应变分析模型对疲劳载荷下的试验数据进行分析,探索风电叶片的刚度退化规律。结果表明,疲劳试验中,风电叶片尚未达到失效阈值,满足20年的设计寿命要求,并结合复合材料微观损伤机理阐述了影响风电叶片刚度退化的主要因素。(3)基于风电叶片疲劳试验数据对模型进行验证。通过风电叶片疲劳试验数据对文中基于材料级提出的刚度退化模型进行拟合验证。结果表明,本文提出的刚度退化模型能够较好地对复合材料风电叶片的刚度退化规律进行描述,能够为风电叶片疲劳寿命的预测提供参考和依据。