风力机叶片静载试验方案.pdf

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1、研究与试验风力机叶片静载试验方案王旭元赵春江张国瑞内蒙古机电职业技术学院机电工程系[摘要]基于风力发电机叶片工作承载状况，参考标准IEC61400-23条款7.2，确定静力试验测试项目，拟定试验方案，用于测定叶片在静力试验载荷下的刚度和强度性能，考核其结构可靠性。[关键词]风力机叶片试验1引言风力叶片承受载荷包括弯矩、扭矩、惯性载荷和机械控制载荷。由于扭矩、惯性载荷、机械控制载荷对叶片结构强度影响很小，参考标准IEC61400-23条款7.2，初步确定静力试验测试项目为挥舞弯曲试验，考核重力和设计载荷。测定1.

2、5MW叶片在设计载荷下的刚度和强度性能，以考核其结构可靠性。图2加载方向示意图2加载部位和加载方法3试验加载系统组件与仪器设备理论上讲，多点加载能够更加准确的模拟试验需配备加载系统组件详见表1。选择试计算试验弯矩载荷。但是，叶片本身是弹性体，验仪器与设备，详见表2。基于目前试验条件与试验方式，采用多点加载时，若其中一点加载载荷改变，则由于叶片变形表1试验工装及配套件会影响到其他已加载部位的载荷，使其它加载
部位的载荷发生变化，故考虑采用两点加载方 式，相对而言，试验方便，

3、且易于控制。确定加载 11部位时避开应力集中部位和结构铺层变化较大11 1等设计关心部位，便于应变等的测试与分析，分111 1别选择距叶片根部10m和27m处为加载部位。加载方向为叶片挥舞方向，加载方向和加载部111111位如图1和图2所示。表2试验所选仪器设备表
  !"#$（加载截面：截面B和截面C）%&’(图1加载部位示意图)*+,

4、-农村牧区机械化农村牧区机械化20142007年年第第22期期（（总总第第11171期期））·21·研究与试验多点加载时载荷互相扰动，试验加
载过程为：首先在加载点1（10m处）
Vision
施载，当载荷达到要求时，进行保载；然后对加载点2（27m处）加载，直到载荷达到要求。当加载点1和2图3载荷测试原理图的载荷稳定时间大于10s后，开始测取应变和位移数据。然后缓慢卸掉27m处载荷，最后卸掉10m处载荷。7试验安装试验安装状态示意图见图6，承图4应变

5、测试原理图力敦通过地脚螺栓固定在地面导轨4试验测试原理上，通过螺栓将叶片根部固定在承力敦上，借助图试验测试原理图见图3和图4，测试基本过7的加载装置对叶片加载点进行施载。试验加载采程为：试验人员按照任务书加载程序逐级加载，用起重吊车，加载装置主要由吊带、钢丝绳、吊每加一级载荷，需采集应变量并用钢板尺测取环、U形环、拉杆、耳叉、加载梁和包带等组成。位移值，载荷传感器动态采集试验件的载荷信
号，并自动将数字信号显示，试验人员根据所显示的结果来判断是否继续加载。5试验测试项目
试验测试项目主要

6、包括应变和位移。应变
测点主要分布在预埋螺栓附近、梁粘接区域、夹芯图6试验安装状态示意图部位区域、前后缘区域及夹芯与非夹芯部位的交接处。位移测点见图1，分别为截面B和C处。6试验测试项目6.1自然重力作用缓慢取消支撑，使叶片处于重力作用状态。待状态稳定后，测试记录数据。6.2叶尖承载用包带作用叶尖，利用龙门架分级对叶尖施加作用载荷，载荷稳定时间不得低于10s，分级加载并记录测试数据，见图5。6.3消除重力作用下的挥舞力矩载荷采用分级加载的方法，共分10级。为防止图7加载装置安装示意图———————

7、—参考文献：[1]李东海，倪国康，王小涌.大型叶片试验台工装设计[J].玻璃钢,2012,(3):1-5.[2]谢少军，潘柏松，陈栋栋，张兆鑫.基于试验设计法的风机叶片铺层结构分析及优化[J].机电工程,2012,29(2):159-162图5叶尖加载示意图[3]IEC61400-23·22·农村牧区机械化农村牧区机械化20142007年年第第22期期（（总总第第11171期期））