提供了一种用于在共振疲劳试验中分析测量信号的方法和装置，所述共振疲劳试验由于耦合效应而使得诸如风机叶片的试验样品行为特性复杂和不对称弯曲。在该方法中，装置的处理器从附接至试验样品的至少两个测量传感器中的每个接收测量信号，然后通过考虑由于第一方向载荷引起的第一方向上的第一测量值、由于第一方向载荷引起的第二方向上的第二测量值、由于第二方向载荷引起的第一方向上的第三测量值、以及由于第二方向载荷引起的第二方向上的第四测量值中的所有测量值，从所接收的测量信号求出力矩载荷。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及用于诸如风机叶片的试验样品的疲劳试验。
技术介绍
风机叶片是风力发电机的重要部件，并且可W说整个系统的性能和使用寿命取决 于叶片的性能也未尝不可。对于约几十米长且重于十吨的新型几兆瓦（MW)叶片，应考虑各 种载荷条件来进行设计并通过试验进行验证。静态试验和疲劳试验可作为用于叶片可靠性 验证的试验。 通常，用于风机叶片的疲劳试验使用如图1所示的疲劳试验装置100来执行。参 照图1，叶片110在根部处固定至试验台120,从而形成悬臂梁。激励器130安装在叶片110 上并向叶片110施加反复力，W引起悬臂梁振荡。 调整激振力W使得由叶片110的振荡所引起的弯矩分布可超过目标弯矩分布。叶 片110利用共振在目标周期中W某个振幅振动。通常，该目标周期设置成几百万的周期数。 例如，全尺寸疲劳试验需要具有一百万周期数的翼面试验（fIapwise test)和具有两百万 周期数的沿边试验（edgewise test),其花费约S个月的非常长的试验时间。 疲劳试验方法分成两类，即强制位移式疲劳试验和共振式疲劳试验。在两类试验 方法之间，后一种类型因提供所需的更大振荡范围，因而近来倍受关注。目P，共振疲劳试验 可在利用共振的固有频率处有效地进行。由于允许叶片通过较小的驱动力而W大振幅振 荡，所W共振疲劳试验可W大大降低疲劳试验所需的能量。 另外，疲劳试验包括用于在翼面方向（fIapwise direction)上致动叶片的翼面试 验和用于在沿边方向（edgewise direction)上致动叶片的沿边试验。单轴试验单独地执 行两个试验，而双轴试验同时执行两个试验。 此外，双轴共振疲劳试验分成W下两种情况：一种情况是在翼面方向和沿边方向 上具有相同频率和恒定振幅，另一种情况是在翼面方向和沿边方向上具有不同频率和可变 振幅。[000引图2A是示出了在前一种情况中的叶片末端位移的图形，W及图2B是示出了在前 一种情况中在沿边方向上的叶片位移的曲线图。在图2A中，水平轴表示沿边方向上的叶片 末端位移（单位：英寸）（也称作超前-滞后末端位移），而竖直轴表示翼面方向上的叶片 末端位移（单位：英寸）（也称为摆动末端位移）。在图2B中，水平轴表示时间（单位： 秒），而竖直轴表示沿边叶片位移（单位：米）。另外，图3A是示出了后一情况中的叶片末 端位移的图形，W及图3B是示出了后一情况中沿边方向上的叶片位移的曲线图。此外，图 3C是示出了在后一情况中重叠在叶片上某些位置处的叶片运动轮廓的图形。在图3B中，水 平轴表示时间（单位：秒），而竖直轴表示沿边叶片位移（单位：米）。在图3C中，55. 6m、 48. Om等分别表示相距叶根的距离。 在前一种情况下，翼面叶片运动和沿边叶片运动之间不发生干设。此外，运种运动 W单一频率进行。因此能够并且不难预测叶片的行为特性W及通过谐波分析执行试验设 置。 同时，后一种情况比前一种情况更实际。在后一种情况中，具有不同频率的翼面叶 片运动和沿边叶片运动之间发生干扰。因此，无法进行谐波分析。即使在瞬态分析中，如图 3B所示，由于两个频率没有多大关系，所W获得收敛性是很难的且需要巨大的计算负担。其 结果是，后一种情况使得难W预料叶片的行为特性W及难W执行试验设置。 实际共振疲劳试验处于动载荷状态中，从而由于刚度禪合，即使在单轴试验中也 会引起如同双轴试验中的叶片的不对称弯曲。因此，如图3A和图3C所示，叶片在对角线方 向上运动，该对角线方向不与施加于叶片的激振力的方向平行。叶片的运种对角线运动产 生具有水平分量和垂直分量的惯性力，从而引起双轴载荷分量。目P，叶片的翼面和沿边运动 之间的干设内在地引起惯性禪合（或称作质量禪合）。 针对W上原因，在共振疲劳试验期间从叶片测得的、翼面运动和沿边运动之间受 到干设的信号非常复杂且使得难W提取期望物理量。因此，为了精确地预测叶片的行为特 性W及在共振疲劳试验中有效地执行试验设置，本领域中需要一种用于分析从叶片测量出 的信号的技术。
技术实现思路
因此，为了解决上述或任何其它问题，本专利技术提供了能够在共振疲劳试验中，从测 量信号有效地求出期望物理量的新技术，其中，所述共振疲劳试验由于禪合效应而造成试 验样品的复杂的行为特性和不对称弯曲。 本专利技术提供用于在试验样品的共振疲劳试验中分析测量信号的方法。该方法可包 括W下步骤：从附接至试验样品的至少两个测量传感器中的每个接收测量信号；W及通过 考虑由第一方向载荷引起的第一方向上的第一测量值、由第一方向载荷引起的第二方向上 的第二测量值、由第二方向载荷引起的第一方向上的第=测量值、W及由第二方向载荷引 起的第二方向上的第四测量值中的所有测量值，从所接收的测量信号求出力矩载荷。 本专利技术的各种实施方式提供用于在试验样品的共振疲劳试验中分析测量信号的 方法，该方法包括W下步骤：从附接至试验样品的至少两个应变仪中的每个接收测量信号； W及通过考虑由于翼面载荷引起的第一翼面应变、由于翼面载荷引起的第一沿边应变、由 于沿边载荷引起的第二翼面应变、W及由于沿边载荷引起的第二沿边应变中的所有应变， 从所接收的测量信号求出力矩载荷。 在该方法中，至少两个应变仪可设置在试验样品的相同横截面上的不同位置处。 该方法还可包括在单轴共振疲劳试验的情况下，比较所求出的力矩载荷与目标力 矩载荷。 另外，该方法还可包括在双轴共振疲劳试验的情况下，在所求出的力矩载荷转换 成单轴等效力矩载荷之后，比较所求出的力矩载荷与目标力矩载荷。在运种情况下，可在翼 面方向和沿边方向上W不同频率执行双轴共振疲劳试验。 同时，本专利技术的各种实施方式提供用于试验样品的共振疲劳试验装置。该装置可 包括：试验台，配置成固定试验样品的一端；激励器，安装在试验样品上并配置成向试验样 品施加反复力，W引起振荡；控制器，连接至激励器并配置成向激励器施加驱动力；至少两 个测量传感器，附接至试验样品并配置成测量由试验样品的振荡而引起的物理量，从而生 成测量信号；W及处理器，配置成从至少两个测量传感器中的每个测量传感器接收测量信 号，W及通过考虑由第一方向载荷引起的第一方向上的第一测量值、由第一方向载荷引起 的第二方向上的第二测量值、由第二方向载荷引起的第一方向上的第=测量值、W及由第 二方向载荷引起的第二方向上的第四测量值中的所有测量值，从所接收的测量信号求出力 矩载荷。 在该装置中，测量传感器可W是应变仪，第一方向和第二方向可W分别是翼面方 向和沿边方向，W及测量值可W是应变。 在该装置中，至少两个测量传感器可设置在试验样品的相同横截面上的不同位置 处。 该装置还可包括存储器，存储器配置成存储共振疲劳试验所需的或者与共振疲劳 试验相关的试验条件和数据，所述试验条件和数据包括目标力矩载荷和由处理器求解的力 矩载荷。 在该装置中，在单轴共振疲劳试验的情况下，处理器还可配置成比较所求出的力 矩载荷与所存储的目标力矩载荷。 另外，在该装置中，在双轴共振疲劳试验的情况下，处理器还可配置成在所求出的 力矩载荷转换成单轴等效力矩载荷之后，比较所求出的力矩载荷与所存储的目标力矩载 荷。在运种情况下，可在翼面方向和沿边方向上W不同频率执行双轴共振疲劳试验。在W上方法和装置中，试验本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于在试验样品的共振疲劳试验中分析测量信号的方法，所述方法包括以下步骤∶从附接至所述试验样品的至少两个测量传感器中的每个测量传感器接收所述测量信号；以及通过考虑由第一方向载荷引起的第一方向上的第一测量值、由所述第一方向载荷引起的第二方向上的第二测量值、由第二方向载荷引起的所述第一方向上的第三测量值、以及由所述第二方向载荷引起的所述第二方向上的第四测量值中的所有测量值，从所接收的测量信号求出力矩载荷。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：李鹤求，文进范，金镇奉，金志勳，李又京，张洪奎，
申请(专利权)人：韩国机械研究院，
类型：发明
国别省市：韩国;KR
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