对风机叶片双轴液压作动器疲劳加载装置设计

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1、2Ol5年2月机床与液压Feb．2015第43卷第4期MACHINETOOL&HYDRAU『LICSVo1．43No．4D0I：10．3969／j．1SSr1．1001—3881．2015．04．039风机叶片双轴液压作动器疲劳加载装置设计廖高华，乐韵斐，王临春(1．南昌工程学院，江西南昌330099；2．同济大学机械工程学院，上海201804)摘要：设计了双轴液压作动器叶片疲劳加载装置。对翼面向和翼弦向运动耦合问题进行分析，设计加载装置的液压系统，按照工作周期能量守恒原则，进行作动器性能参数匹配，采用蓄能器作为辅助动力源，模糊自整定PID参数对作动器进行控制。试验结

2、果表明：在翼面向振幅维持阶段，液压作动器加载装置能很好地捕捉叶片共振点，并逐步达到共振峰值且维持峰值变化率在试验要求的误差范围内(±5％)，达到了较好的控制效果。关键词：疲劳试验；作动器；两轴加载；风机叶片中图分类号：TH122文献标志码：B文章编号：1001—3881(2015)4—126—3DesignofWindTurbineBladeDual-axialHydraulicActuatorFatigueLoadingDeviceLIAOGaohua，LEYunfei，WANGLinchun(1．NanchangInstituteofTechnology，Nanc

3、hangJiangxi330099，China；2．TonalUniversity，Shanghai201804，China)Abstract：Awindturbinebladefatigueloadingdevicedrivenwiththehydraulicactuatorwasdesigned．Thekinematicalcouplingbetweenflap—wiseandlead—lagloadingdeviceswasanalyzedandhydraulicsystemforloadingdevicewasdesigned．Accordingtothepr

4、incipleofworkingcycleenergyconservation，theactuatorperformanceparametersmatchingwascarriedout．Usingaccumulatorasanauxiliarypowersource，thefuzzyself-tuningPIDparameterswereusedtocontroltheactuator．Testresultsshowthat：hydraulicactuatorloadingdevicecanwellcapturethebladeresonancepoint，andg

5、raduallyachievetheresonancepeakandmaintainpeakrateofchangeintheerrorrangeofthetestrequirement(±5％)，SOabettercontroleffectisachieved．Keywords：Fatiguetest；Hydraulicsactuator；Dual—axialloading；Windturbineblade叶片是风力发电机组的关键部件，在风机运行可以将检测数据与设计数据进行比较，以掌握叶片过程中叶片要承受较大的风载荷。目前的大型风的疲劳性能，并且可以利用检测结果改进

6、与优化叶力机叶片大部分采用玻璃纤维复合材料，风力机叶片结构设计。文中设计了双轴液压作动器加载装置片使用寿命主要取决于疲劳寿命。导致疲劳破坏的加载系统，可实现风电叶片疲劳加载试验，获得叶的不确定因素很多，疲劳性能很难单纯依赖计算得片疲劳试验数据，为更加深入研究风机叶片的性能到，只有进行全尺寸叶片的疲劳测试才能提供对设打下了基础。计的可靠确认。通过疲劳试验可检验叶片的结构、1双轴液压作动器加载装置铺层和粘接设计是否合理，是否能达到预设计的叶片双轴液压作动器加载装置如图1所示，翼面向加使用年限，同时也可发现在叶片生产制造过程中的载系统中作动器的活塞杆与试验夹具固定安装，缸一

7、些制造缺陷。国际上风电研究发达国家的相关科筒和配重块沿着导轨作上下运动，产生近似正弦曲研机构大都建有大型叶片检测与试验平台，开展试线的惯性力，带动叶片沿翼面向运动。翼弦向加载系验研究工作。5MW以上的大型风力发电机组是我国统通过偏心轮带动连杆机构按照逆时针方向作周期和世界发达国家未来几年的发展趋势，对于此类新运动，产生近似余弦曲线的翼弦向作用力，带动叶片设计、新工艺、新材料的风机叶片，全尺寸疲劳试验沿翼弦向运动。翼面向与翼弦向作用力的耦合，使试是保证叶片质量和寿命的关键一环。通过疲劳试验，验载荷更接近于实际工况。收稿日期：2013—12-31作者简介