[发明专利]一种水平轴风力机叶片疲劳损伤与寿命检测结果修正方法

摘要

一种水平轴风力机叶片的疲劳寿命检测结果的修正方法，采用线性损伤累积理论，对现有通用的单轴疲劳检测得到的结果进行处理，获得叶片在挥舞与摆振方向载荷共同作用下的疲劳性能；采用数值仿真方法分别计算两个单轴的疲劳寿命并对两计算结果进行损伤累积；采用数值方法双轴同时加载进行计算，获得该情况下疲劳性能；分析比较单轴、双轴同时加载两种疲劳损伤计算所获得的疲劳参数，建立单轴加载、损伤累积计算与双轴加载计算结果的数学关系，将该数学关系，引入到叶片单轴疲劳试验并对试验结果进行修正，得到双轴疲劳性能。通过以上修正达到采用低成本的单轴疲劳检测手段，获得更为准确的叶片疲劳性能的目的。

主权项

一种水平轴风力机叶片的疲劳检测结果修正方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1）采用现有通用的叶片单轴疲劳检测方法，分别对叶片挥舞与摆振方向施加疲劳载荷（F1、F2），进行单轴加载的疲劳检测，获取两种疲劳载荷下的叶片疲劳损伤试验结果；2）采用线性损伤累积方法，对步骤1）中获得的叶片疲劳损伤试验结果进行处理，将挥舞与摆振方向疲劳载荷（F1、F2）分别作用下的疲劳损伤试验结果进行线性叠加，获得叶片在挥舞与摆振方向疲劳载荷按先后顺序作用下的疲劳损伤试验结果；3）采用数值仿真方法，分别对叶片挥舞与摆振方向进行单轴加载的数值仿真，计算叶片在挥舞与摆振方向的疲劳损伤，得到叶片在分别单独进行挥舞与摆振疲劳载荷加载后的叶片疲劳损伤数值仿真结果；4）对步骤1）的叶片疲劳损伤试验结果和步骤3）的叶片疲劳损伤数值仿真结果进行相关性分析，对试验与计算中叶片的尺寸结构、材料性能参数进行分析，寻找影响数值计算准确度的因素，进而完善数值计算中的相关尺寸结构、材料性能参数；5）利用步骤4）中经过完善的尺寸结构、材料性能参数重新进行步骤3）中的数值计算过程，以获得良好的单轴加载数值仿真结果； 6）采用线性损伤累积方法，将步骤5）中两次单轴加载所计算的叶片疲劳损伤数值仿真结果进行线性叠加，获得在挥舞、摆振两种方向载荷先后作用情况下叶片的疲劳损伤数值仿真结果；7）同样利用步骤4）中经过完善的尺寸结构、材料性能参数，采用数值仿真方法对叶片在挥舞与摆振方向同时加载疲劳载荷的情况进行双轴加载的数值仿真，计算叶片的疲劳损伤，获得在该种情况下的叶片疲劳损伤数值仿真结果；8）分析比较步骤6）的单轴疲劳加载数值仿真的线性累积结果和步骤7）的双轴疲劳加载数值仿真结果，建立二者之间的数学关系；9）将步骤8）中所建立的数学关系，引入到步骤2) 中，对步骤2）中获得的叶片在挥舞与摆振方向疲劳载荷按先后顺序作用下的疲劳损伤试验结果进行修正，得到模拟叶片同时施加挥舞与摆振方向疲劳载荷（F1、F2）情况下叶片的双轴疲劳损伤结果。