The invention discloses a method for adjusting the structural frequency of the blade used in the fatigue test of wind turbine blades. The structural dynamic model of the blade is established by means of the test blade placed on the test bench. The spring element is added in some positions, and the position and spring stiffness of the spring element are optimized by using an optimization algorithm. The structural frequency value of the blade's swing and shimmy direction meets the desired proportional relationship. The spring parameters obtained by calculation and optimization analysis are applied to a practical bench, and a spring component is added to the actual blade to adjust the frequency ratio of blade swing direction to swing direction, so as to meet the requirements of blade fatigue test in different directions.
【技术实现步骤摘要】
一种应用于风力叶片疲劳测试中的叶片结构频率调节方法
本专利技术属于机械行业风力发电
,尤其涉及一种应用于风力机叶片疲劳测试试验中叶片结构频率调节的实现方法。该方法采用在叶片挥舞或摆振某一方向加设弹簧构件,从而调整测试叶片挥舞与摆振方向的结构固有频率比值关系。而弹簧构件的位置选择与弹簧刚度选择,则是通过采用叶片结构动力学数值计算与弹簧单元的优化设计相结合来实现的。利用计算分析得到的结果,并根据实际测试叶片的结构形式与工作环境,搭建实际的弹簧构件,实现测试叶片挥舞、摆振方向频率值达到合理的比例关系,用以满足叶片相关疲劳测试对叶片不同方向频率比值的要求。
技术介绍
风电叶片疲劳损伤问题是风电叶片设计、制造、运行中所关注的一项重要内容。导致疲劳破坏的不确定因素很多,疲劳性能很难单纯依赖计算得到,进行全尺寸叶片的疲劳测试可以提供对设计的可靠确认。在现有疲劳试验中,所采用的加载方式主要是单轴共振疲劳加载方式,即分别在叶片挥舞与摆振方向施加疲劳载荷,通过调整疲劳载荷的激振频率与叶片在该方向结构固有频率一致或接近,实现叶片的共振运动,从而实现对叶片的疲劳加载。共振加载的优点在于节省输入能量。目前的实现方法,主要是调整激励载荷的频率值,以适应叶片结构的固有频率值。但在一些情况下,当激励载荷频率难于调整时,就有必要考虑调整叶片结构固有频率值,以适应激励载荷的频率值。更为重要的是,由于叶片在实际运行中,同时承受多个方向的疲劳载荷,尤其是挥舞与摆振方向疲劳载荷的共同作用对叶片损伤具有重要的影响,而上述单轴疲劳实验无法反映出多方向载荷同时作用的效果。随着叶片大型化的发展,挥舞 ...
【技术保护点】
1.一种应用于风力机叶片疲劳测试中叶片结构频率的调节方法,其特征在于,所述方法至少包括以下步骤:SS1.对所要开展疲劳测试的叶片,根据其具体结构特征,建立结构动力学分析的数值模型;SS2.根据该待测叶片在试验台上的实际安放情况,对步骤SS1中建立的结构分析数值模型设定相应的约束条件;SS3.对步骤SS2中设定约束条件后的结构分析数值模型进行结构固有频率计算,获得该待测叶片结构在挥舞与摆振方向的固有频率;SS4.在所述结构分析数值模型上,沿叶片展向选择若干位置设置弹簧单元,以弹簧单元节点的位置和弹簧刚度为优化变量,以待测叶片结构的挥舞与摆振固有频率比值达到所希望的比例关系作为优化目标,通过优化计算获得满足优化目标的弹簧单元节点位置与弹簧刚度;SS5根据步骤SS4得到的满足优化目标的弹簧单元节点位置与弹簧刚度等参数,构建实际的弹簧构件,应用于实际待测叶片上,实现实际叶片挥舞、摆振方向频率值的比例关系。
【技术特征摘要】
1.一种应用于风力机叶片疲劳测试中叶片结构频率的调节方法,其特征在于,所述方法至少包括以下步骤:SS1.对所要开展疲劳测试的叶片,根据其具体结构特征,建立结构动力学分析的数值模型;SS2.根据该待测叶片在试验台上的实际安放情况,对步骤SS1中建立的结构分析数值模型设定相应的约束条件;SS3.对步骤SS2中设定约束条件后的结构分析数值模型进行结构固有频率计算,获得该待测叶片结构在挥舞与摆振方向的固有频率;SS4.在所述结构分析数值模型上,沿叶片展向选择若干位置设置弹簧单元,以弹簧单元节点的位置和弹簧刚度为优化变量,以待测叶片结构的挥舞与摆振固有频率比值达到所希望的比例关系作为优化目标,通过优化计算获得满足优化目标的弹簧单元节点位置与弹簧刚度;SS5根据步骤SS4得到的满足优化目标的弹簧单元节点位置与弹簧刚度等参数,构建实际的弹簧构件,应用于实际待测叶片上,实现实际叶...
【专利技术属性】
技术研发人员:石可重,
申请(专利权)人:中国科学院工程热物理研究所,
类型:发明
国别省市:北京,11
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