一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的疲勞測試方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的疲勞測試方法，其特征在于，包括以下步驟：將待測試的葉片通過連接法蘭與輪轂連接在一起，輪轂固定在支座上，隨后進(jìn)行靜態(tài)載荷測試；將帶有變頻器的電機(jī)通過減速機(jī)與偏心輪相聯(lián)結(jié)，從而組合成激振載荷加載裝置，將激振載荷加載裝置固定在葉片上，使葉片發(fā)生共振，獲得葉片振動的次數(shù)，若葉片在要求的振動次數(shù)內(nèi)不發(fā)生破壞，則葉片具有足夠的疲勞強(qiáng)度。本發(fā)明專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：提高了葉片測試效率、降低了試驗(yàn)測試周期；空間占用不大，測試用的設(shè)備較??；降低了試驗(yàn)測試成本，電力成本要求較少；實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)可以移動，不用占用固定的場地。

Fatigue testing method of wind turbine blade

The fatigue test method of the invention relates to a wind turbine blade, characterized by comprising the following steps: the blade to be tested by a connecting flange is connected with the hub together, the hub is fixed on the pedestal, followed by static load test; the electric machine with frequency converter through a speed reducer connected with the eccentric wheel, which combined into vibration loading device, the vibration loading device is fixed on the blade, the blade resonance occurs, the number of the blade vibration, if the leaf is not destroyed in the required number of vibration, the blade has enough fatigue strength. The advantages of the invention are: to improve the blade test efficiency and reduce test cycle; the space occupied is small, testing equipment for the smaller; reduces the test cost, requires less power cost; the experimental sites can be moved without occupying fixed site.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的疲勞測試方法
本專利技術(shù)涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的疲勞測試方法。
技術(shù)介紹
隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，人們對能源的需求與日俱增，由此帶來的環(huán)境污染也日益加重。風(fēng)能是一種清潔的可再生能源，因而風(fēng)力發(fā)電機(jī)越來越受到世界各國的關(guān)注和應(yīng)用。葉片是利用風(fēng)能帶動發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的關(guān)鍵介質(zhì)，葉片的強(qiáng)度直接影響著風(fēng)力發(fā)電機(jī)的安全性能。風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片對于風(fēng)力發(fā)電機(jī)來說非常重要。對風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片進(jìn)行疲勞測試是風(fēng)力發(fā)電機(jī)評估的必要過程。目前，疲勞強(qiáng)度常用有限元方法來模擬分析，但經(jīng)常誤差較大。疲勞實(shí)驗(yàn)測試經(jīng)常被應(yīng)用于評估葉片疲勞強(qiáng)度。現(xiàn)有的疲勞測試方法有很多的不足：1、空間要求大，在中小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)中根本不適用；2、測試設(shè)備比較貴；3、需要固定場地，不可移動；4、電動機(jī)功率要求比較高；5、耗電比較多；6、測試時(shí)間比較長。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是能夠更加簡便和快速地測試葉片疲勞性能。為了達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)的技術(shù)方案是提供了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的疲勞測試方法，其特征在于，包括以下步驟：第一步、將待測試的葉片通過連接法蘭與輪轂連接在一起，輪轂固定在支座上；第二步、對葉片進(jìn)行靜態(tài)載荷測試，從而得到加載載荷與葉片位移之間的對應(yīng)關(guān)系；第三步、將帶有變頻器的電機(jī)通過減速機(jī)與偏心輪相聯(lián)結(jié)，從而組合成激振載荷加載裝置，將激振載荷加載裝置固定在葉片上；第四步、確定測試周期，獲得測試周期內(nèi)的循環(huán)次數(shù)，通過材料的SN曲線得到當(dāng)前循環(huán)次數(shù)下的當(dāng)量載荷作為測試目標(biāo)載荷，根據(jù)第二步得到的加載載荷與葉片位移之間的對應(yīng)關(guān)系，得到與測試目標(biāo)載荷對應(yīng)的葉片位移；第五步、電機(jī)通過減速機(jī)驅(qū)動偏心輪旋轉(zhuǎn)，偏心輪的旋轉(zhuǎn)速度為激振載荷的激振頻率，使得激振頻率接近葉片的固有頻率，使葉片發(fā)生共振，調(diào)整變頻器的頻率，使葉片共振時(shí)的振動位移接近第四步得到的葉片位移，并保持不變；第六步、根據(jù)偏心輪的激振頻率以及實(shí)際的測試周期得到葉片振動的次數(shù)，若葉片在要求的振動次數(shù)內(nèi)不發(fā)生破壞，則葉片具有足夠的疲勞強(qiáng)度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下有益效果：1、提高了葉片測試效率、降低了試驗(yàn)測試周期；2、空間占用不大，測試用的設(shè)備較小；3、降低了試驗(yàn)測試成本，電力成本要求較少；4、實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)可以移動，不用占用固定的場地。附圖說明圖1是本專利技術(shù)葉片測試臺的整體布局圖；圖2是本專利技術(shù)專利的測試流程圖。具體實(shí)施方式為使本專利技術(shù)更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。本專利技術(shù)首先利用共振原理來對激振載荷進(jìn)行放大，節(jié)省功率輸入。其次，采用增大疲勞測試載荷的方式來縮短測試周期，節(jié)省測試時(shí)間。再次，通過靜態(tài)拉力測試得到測試載荷和位移之間的關(guān)系，使疲勞測試實(shí)驗(yàn)中可通過直接測量位移來得到測試載荷。最后，記錄葉片測試載荷的次數(shù)，跟葉片設(shè)計(jì)壽命時(shí)間內(nèi)計(jì)算的載荷次數(shù)進(jìn)行比對，就能得到葉片的疲勞壽命。結(jié)合圖1及圖2，具體而言，本專利技術(shù)提供的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的疲勞測試方法，包括以下步驟：第一步、將輪轂2、連接法蘭和待測試的葉片1連接在一起，連接方式與風(fēng)輪實(shí)際完全一樣。輪轂2與支座3固定在一起。第二步、葉片1固定好后，進(jìn)行靜態(tài)載荷測試，測試后就可以得到加載載荷與葉片位移之間的對應(yīng)關(guān)系。第三步、將帶有變頻器的電機(jī)通過減速機(jī)與偏心輪相聯(lián)結(jié)，從而組合成激振載荷加載裝置4，激振載荷加載裝置4通過固定裝置固定在葉片1上。葉片1本身的固有頻率相對較高，電動機(jī)、減速機(jī)和偏心輪裝在葉片1上后，就改變了葉片1的質(zhì)量分布，導(dǎo)致葉片1整體固有頻率大幅下降，而具體下降的幅度與電動機(jī)、減速機(jī)和偏心輪的總體質(zhì)量及位置有關(guān)。實(shí)際測試時(shí)，先確認(rèn)一個(gè)初步的測試周期，再得到測試周期內(nèi)的循環(huán)次數(shù)。通過材料的SN曲線得到當(dāng)前循環(huán)次數(shù)下的當(dāng)量載荷作為測試目標(biāo)載荷。根據(jù)第二步得到的加載載荷與葉片位移之間的對應(yīng)關(guān)系，得到與測試目標(biāo)載荷對應(yīng)的葉片位移。啟動電機(jī)，通過變頻器可改變電機(jī)輸入電流的頻率，引起電機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，而偏心輪的旋轉(zhuǎn)速度相應(yīng)變化。偏心輪作為激振載荷，其旋轉(zhuǎn)速度即為激振載荷的激振頻率。當(dāng)偏心輪轉(zhuǎn)動后產(chǎn)生的激振頻率接近葉片1固有頻率時(shí)，將發(fā)生共振，葉片1振動幅度大幅增加。此時(shí)，微調(diào)變頻器的頻率，使葉片1的振動位移接近測試目標(biāo)載荷對應(yīng)的葉片位移，并保持不變。第五步、通過變頻器的頻率、電機(jī)性能、減速機(jī)減速比等計(jì)算，可以得到偏心輪的激振頻率，記錄實(shí)際的測試周期即可得到葉片1振動的次數(shù)。當(dāng)葉片在要求的次數(shù)內(nèi)不發(fā)生破壞，那么葉片就具有足夠的疲勞強(qiáng)度。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的疲勞測試方法，其特征在于，包括以下步驟：第一步、將待測試的葉片(1)通過連接法蘭與輪轂(2)連接在一起，輪轂(2)固定在支座(3)上；第二步、對葉片(1)進(jìn)行靜態(tài)載荷測試，從而得到加載載荷與葉片位移之間的對應(yīng)關(guān)系；第三步、將帶有變頻器的電機(jī)通過減速機(jī)與偏心輪相聯(lián)結(jié)，從而組合成激振載荷加載裝置(4)，將激振載荷加載裝置(4)固定在葉片(1)上；第四步、確定測試周期，獲得測試周期內(nèi)的循環(huán)次數(shù)，通過材料的SN曲線得到當(dāng)前循環(huán)次數(shù)下的當(dāng)量載荷作為測試目標(biāo)載荷，根據(jù)第二步得到的加載載荷與葉片位移之間的對應(yīng)關(guān)系，得到與測試目標(biāo)載荷對應(yīng)的葉片位移；第五步、電機(jī)通過減速機(jī)驅(qū)動偏心輪旋轉(zhuǎn)，偏心輪的旋轉(zhuǎn)速度為激振載荷的激振頻率，使得激振頻率接近葉片(1)的固有頻率，使葉片(1)發(fā)生共振，調(diào)整變頻器的頻率，使葉片(1)共振時(shí)的振動位移接近第四步得到的葉片位移，并保持不變；第六步、根據(jù)偏心輪的激振頻率以及實(shí)際的測試周期得到葉片(1)振動的次數(shù)，若葉片(1)在要求的振動次數(shù)內(nèi)不發(fā)生破壞，則葉片(1)具有足夠的疲勞強(qiáng)度。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的疲勞測試方法，其特征在于，包括以下步驟：第一步、將待測試的葉片(1)通過連接法蘭與輪轂(2)連接在一起，輪轂(2)固定在支座(3)上；第二步、對葉片(1)進(jìn)行靜態(tài)載荷測試，從而得到加載載荷與葉片位移之間的對應(yīng)關(guān)系；第三步、將帶有變頻器的電機(jī)通過減速機(jī)與偏心輪相聯(lián)結(jié)，從而組合成激振載荷加載裝置(4)，將激振載荷加載裝置(4)固定在葉片(1)上；第四步、確定測試周期，獲得測試周期內(nèi)的循環(huán)次數(shù)，通過材料的SN曲線得到當(dāng)前循環(huán)次數(shù)下的當(dāng)量載荷作...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱文雯，蔣作平，劉金鵬，周紹君，
申請(專利權(quán))人：上海致遠(yuǎn)綠色能源股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：上海,31