[发明专利]用于对风力涡轮机叶片进行疲劳测试的测试装置和方法

说明书

用于对风力涡轮机叶片（2）进行疲劳测试的测试装置（1、1'），包括安装在地板上的测试架（3），所述测试架（3）具有用于将所述风力涡轮机叶片（2）固定到所述测试架（3）的固定装置（4）以及用于以测试频率激励所述风力涡轮机叶片（2）的激励组件（5），其中，所述测试架（3）包括液体箱（9），所述液体箱（9）具有容纳预定液体（11）的腔室（10、10a、10b），其中，所述液体箱（9）中的所述液体（11）具有谐振频率，所述谐振频率取决于所述液体箱（9）中的液体（11）的量和所述腔室几何形状。

技术领域

本发明涉及一种用于对风力涡轮机叶片进行疲劳测试的测试装置，该测试装置包括安装在地板上的测试架（test rig），该测试架具有用于将风力涡轮机叶片固定到测试架的固定装置以及用于以测试频率激励叶片的激励组件。本发明还涉及一种用于对风力涡轮机叶片进行疲劳测试的方法。

背景技术

风力涡轮机叶片在风力涡轮机中使用期间必须承受强力和负载，在将它们用于实际的风力涡轮机设施之前必须对它们进行测试。用于整个风力涡轮机的测试方法通常至少包括所谓的静态测试和疲劳测试，在静态测试中，静态负载被施加到风力涡轮机叶片，在疲劳测试中，通常以等于或接近叶片谐振频率的测试频率来激励叶片多个循环，例如超过一百万个循环。

用于疲劳测试的测试装置通常包括测试架，风力涡轮机叶片固定到该测试架。测试架也可称为测试台、试验台或叶片支撑件。

测试架是块状的结构（massive structure），并且通常包括由高密度材料（例如混凝土、钢和/或铅）制成的主体。另一方面，用于以测试频率激励风力涡轮机叶片的激励组件与测试架间隔放置以激励叶片，其中，在现有技术中已经提出了用于激励风力涡轮机叶片的多种具体方法。当激励风力涡轮机叶片时，尖端以高的振幅进行振动，使得在叶片根部处也发生相应的振动，风力涡轮机叶片在叶片根部固定到测试架。

因此，测试架必须设计成承受由叶片根部的这些振动所导致的力和负载。在已知的测试装置中，叶片根部处的大力矩通过测试架传递到地面/地板中。因此，需要结实的、坚固耐用的试验装备。

US8631704B2公开了一种用于风力涡轮机叶片测试的疲劳测试装置，特别是一种用于风力涡轮机叶片的疲劳激励器。在使用致动器1进行激励期间，风力涡轮机叶片本身被固定在测试台20中，测试台20被承载于地面上。因此，测试台20对应于测试架。

由于产生过大负载的大力矩和强力必须被测试架吸收并传递到地面，所以测试架被构造成大的、重的且昂贵的结构。通常，测试架被设计成承受在测试特定风力涡轮机叶片（特别是具有特定尺寸/长度的风力涡轮机叶片）期间发生的负载，因为叶片支撑件上的负载随着叶片长度的增加而增加。然而，目前，具有更长叶片的风力涡轮机被开发出来，使得现有的测试装置（特别是测试架）可能不能够应付在这些更长的风力涡轮机叶片的疲劳测试期间发生的负载。必须构造新的、昂贵的测试装置，有时从决定到完成需要花费一年。

发明内容

本发明的目的是降低对用于风力涡轮机叶片的疲劳测试的测试装置的测试架的要求，和/或允许将被设计成用于较小（特别是较短）的风力涡轮机叶片的测试架也用于较大（特别是较长）的风力涡轮机叶片。

该目的通过提供根据权利要求1的测试装置和根据权利要求10的用于对风力涡轮机叶片进行疲劳测试的方法来实现。有利的实施例由从属权利要求描述。

在如最初所描述的测试装置中，根据本发明，测试架包括液体箱，该液体箱具有容纳预定液体的腔室，其中，液体箱中的液体具有谐振频率，该谐振频率取决于箱中的液体的量和腔室几何形状。液体箱可以被理解为被引入到测试架中的用于阻尼风力涡轮机叶片的振动的阻尼装置或者阻尼装置的一部分。

由风力涡轮机叶片的叶片根部经由固定装置引入到测试架中的振动以及由此产生的力矩激励液体箱的腔室中的液体，从而耗散能量。