[发明专利]风力发电叶片疲劳测试试验装置及试验方法有效
申请号: | 201310152211.2 | 申请日: | 2013-04-27 |
公开(公告)号: | CN103245576A | 公开(公告)日: | 2013-08-14 |
发明(设计)人: | 彭超义;靳交通;曾竟成;邢素丽;冯学斌;肖加余 | 申请(专利权)人: | 中国人民解放军国防科学技术大学 |
主分类号: | G01N3/32 | 分类号: | G01N3/32 |
代理公司: | 湖南兆弘专利事务所 43008 | 代理人: | 赵洪;杨斌 |
地址: | 410073 湖南省长沙市德雅路109*** | 国省代码: | 湖南;43 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 风力 发电 叶片 疲劳 测试 试验装置 试验 方法 | ||
1.一种风力发电叶片疲劳测试试验装置,包括用于固定叶片(8)叶根部的试验基座(9)和用于给叶片(8)叶面加载的加载装置,其特征在于:所述加载装置包括驱动装置、曲柄连杆机构和叶片限位装置,所述驱动装置通过曲柄连杆机构与叶片限位装置相连,所述叶片限位装置为一限制待测试叶片(8)的加载部位在特定范围内位移的限位装置。
2.根据权利要求1所述的风力发电叶片疲劳测试试验装置,其特征在于:所述特定范围内位移是指加载部位在设定长度范围内作往复直线位移。
3.根据权利要求2所述的风力发电叶片疲劳测试试验装置,其特征在于:所述直线位移为竖直方向的往复直线位移或水平方向的往复直线位移。
4.根据权利要求1、2或3所述的风力发电叶片疲劳测试试验装置,其特征在于:所述叶片限位装置包括限位基架(1)和使待测试叶片(8)的加载部位能在限位基架(1)内滑动的工装(2),所述工装(2)与所述曲柄连杆机构的自由端相连。
5.根据权利要求4所述的风力发电叶片疲劳测试试验装置,其特征在于:所述工装(2)是由两定位组件对接而成,两定位组件的对接部位开设有供叶片(8)穿过的定位槽;所述定位组件的外侧安装有滚轮(4),所述限位基架(1)上安装有供滚轮(4)滑动的轨道。
6.根据权利要求5所述的风力发电叶片疲劳测试试验装置,其特征在于:所述定位槽内设有缓冲叶片(8)与定位组件相互作用的缓冲垫(3)。
7.根据权利要求1、2或3所述的风力发电叶片疲劳测试试验装置,其特征在于:所述驱动装置主要由偏心轮(7)、电机和减速器构成。
8.根据权利要求1、2或3所述的风力发电叶片疲劳测试试验装置,其特征在于:所述曲柄连杆机构主要由曲柄(6)和连杆(5)连接组成,所述曲柄(6)与所述驱动装置相连,所述连杆(5)与叶片限位装置相连。
9.一种用权利要求1~8中任一项所述试验装置对风力发电叶片进行疲劳测试的试验方法,包括以下步骤:
(1)依据计算的疲劳载荷确定疲劳载荷的合力方向作为叶片的安装方向,根据安装方向将待测试叶片(8)的叶根部固定安装于所述试验基座(9)上;
(2)根据疲劳载荷大小,通过有限元方法和试验方法确定加载部位的挠度变形,再依据挠度变形和疲劳载荷大小设计所述叶片限位装置、驱动装置、曲柄连杆机构的尺寸大小;
(3)设计并确定待测试叶片(8)的加载部位,并通过所述叶片限位装置限制待测试叶片(8)的加载部位在特定范围内位移;安装叶片限位装置时使待测试叶片(8)的加载方向与位移方向一致;
(4)调试加载设备,配平试验区内叶片(8)的重力荷载,再调节叶片的挠度变形直至达到设计要求,然后开始疲劳试验;
(5)启动驱动装置,使驱动装置带动曲柄连杆机构、并进而带动叶片限位装置和待测试叶片(8)在所述特定范围内作往复运动;通过位移传感器监测并控制待测试叶片(8)的位移,以实现设定疲劳荷载下的叶片性能测试;每间隔一段时间测试叶片的刚度衰减情况,并根据刚度衰减情况重新调整加载装置,继续进行疲劳试验。
10.根据权利要求9所述的试验方法,其特征在于:所述驱动装置主要由偏心轮(7)、电机和减速器构成。
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