一种叶片结构频率调节装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种叶片结构频率调节装置，应用于风力机叶片疲劳测试中，通过在叶片挥舞或摆振某一方向加设该装置，可以实现测试叶片挥舞与摆振方向的结构固有频率值的改变，达到所希望的系统频率。该装置中，由于弹簧可以选择不同的刚度值的弹簧进行更换。也可根据需要在叶片挥舞、摆振中的一个方向或两个方向，设置一套或多套该装置，因此，可以方便有效地调节叶片系统在不同方向的频率值以及不同方向的频率比值。从而实现测试叶片挥舞、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。

【技术实现步骤摘要】
一种叶片结构频率调节装置
本技术属于机械行业风力发电
，涉及一种频率调节装置，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装置。该装置是以弹簧结构为核心的一套完整系统，通过在叶片挥舞或摆振某一方向加设该装置，可以实现测试叶片挥舞与摆振方向的结构固有频率值的改变，达到所希望的系统频率。该装置中，由于弹簧可以选择不同的刚度值的弹簧进行更换。也可根据需要在叶片挥舞、摆振中的一个方向或两个方向，设置一套或多套该装置，因此，可以方便有效地调节叶片系统在不同方向的频率值以及不同方向的频率比值。从而实现测试叶片挥舞、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
全尺寸叶片疲劳测试是风电叶片型式试验与认证的重要内容。疲劳试验中，共振疲劳加载方式，由于具有节省输入能量的优点，因此是目前疲劳测试中经常采用的加载方式。所谓共振疲劳加载方式，就是在叶片挥舞或摆振方向施加疲劳载荷时，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，进而实现对叶片的疲劳加载效果。采用这一方式进行疲劳加载，核心的要求是，加载频率需要与测试系统的固有频率相一致或想接近。目前常用的实现方法，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。然而，在一些情况下，也可能存在激励载荷频率难于调整的问题，这时如果能调整待测叶片系统的固有频率值，使其适应激励载荷的频率值，也可以实现共振的加载效果。此外，叶片疲劳测试的发展趋势正在由单轴疲劳加载向双轴疲劳加载发展。所谓单轴疲劳加载，是指测试时只在叶片挥舞或摆振的某一个方向施加载荷。而双轴疲劳加载，是指测试时在叶片挥舞与摆振的两个方向同时施加载荷。为了实现叶片双轴共振加载，就需要叶片在挥舞与摆振两个方向的固有频率保持一致，或两个频率的比值满足一个合适的比例关系。然而实际叶片在挥舞与摆振方向的固有频率往往不能满足这一点，这对双轴共振疲劳加载无疑带来很大的困难。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题针对现有风力机叶片双轴疲劳测试中叶片挥舞与摆振方向频率不一致或二者比值与所测试方案所希望的比例关系值不一致的问题，本技术旨在提供一种应用于风力叶片疲劳测试中的叶片结构频率调节装置，通过在测试叶片的挥舞或摆振方向增设弹簧构件，实现对叶片结构频率的改变。由于该装置的弹簧可根据实际需要选择不同刚度值的弹簧替换，而且，亦可根据频率调节的需要，在挥舞和摆振单方向或双方向可设置一个或多个该装置，因此，可以实现准确调节挥舞与摆振方向频率值达到所希望的比例关系的目的。最终实现叶片在所希望的不同方向频率比值关系。本技术的上述叶片结构频率调节装置也可以应用于叶片单轴疲劳测试时，调整结构频率适应加载频率的要求。(二)技术方案本技术为实现其技术目的所提出的装置方案为：一种叶片结构频率调节装置，应用于风力机叶片疲劳测试系统中，所述风力机叶片疲劳测试系统包括叶片疲劳测试试验台、叶片夹具和测试叶片，所述测试叶片水平布置且其根部固定设置在所述叶片疲劳测试试验台上，所述测试叶片的叶展方向上固定设置一所述叶片夹具，疲劳测试载荷通过所述叶片夹具加载到所述测试叶片上，其特征在于，所述叶片结构频率调节装置包括一沿竖直方向固定设置在所述叶片疲劳测试试验台附近桩柱和一弹簧底座，所述桩柱上设有沿上下方向延伸的滑道，所述滑道内设置一可上下滑动的滑块，所述滑块通过一连杆与所述弹簧底座连接，所述连杆的两端分别通过一万向节与所述滑块和弹簧底座连接，所述弹簧底座上设置一可调刚度的弹簧，所述弹簧的另一端与所述叶片夹具的摆振方向的一个侧面或挥舞方向的一个侧面固定连接。优选地，所述连杆一端通过滑块端万向节与所述滑块连接，另一端通过弹簧端万向节与所述弹簧底座连接。优选的，所述弹簧可根据需求选择不同刚度的弹簧进行更换。优选的，所述叶片结构频率调节装置可分别在叶片挥舞和/或摆振方向设置一套或多套。(三)有益效果与现有技术相比，本技术的叶片结构频率调节装置，具有如下明显的实质特点和显著优点：现有风力机叶片台架疲劳试验，尤其是共振式疲劳试验中，由于缺少有效可靠的叶片测试系统的调频装置，导致疲劳加载时，只能调整加载频率以适应叶片自身的固有频率，而无法实现调整待测叶片系统自身的固有频率。而在叶片双轴疲劳实验中，叶片挥舞方向与摆振方向结构固有频率值之间比例关系的可控性，是实现叶片双轴共振疲劳加载的一项核心要素。本技术的叶片调频装置，无论是为叶片单轴加载试验中叶片结构频率的调整，还是为叶片双轴疲劳加载试验中叶片不同方向结构频率比值的调整，提供了设备上的保障。附图说明图1为风力机叶片疲劳测试系统的结构示意图；图2为本技术的叶片结构频率调节装置的结构示意图；具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本技术进一步详细说明。如图1所示，现有典型的风力机叶片疲劳测试系统，包括叶片疲劳测试试验台1、叶片夹具2和测试叶片3，其中，测试叶片3水平布置且其根部固定设置在叶片疲劳测试试验台1上，测试叶片3的叶展方向上固定设置一叶片夹具2，疲劳测试载荷通过叶片夹具2加载到测试叶片3上。图2示出了本技术的叶片结构频率调节装置。本技术的叶片结构频率调节装置，应用于如图1所示的风力机叶片疲劳测试系统中，其中4为弹簧，5为弹簧底座，6为弹簧端万向节，7为连杆，8为滑块端万向节，9为滑块，10为桩柱及设置在桩柱10上的滑道。桩柱10沿竖直方向固定设置在叶片疲劳测试试验台1附近，桩柱10上设有沿上下方向延伸的滑道，滑道内设置可上下滑动的滑块9，滑块9通过一连杆7与弹簧底座5连接，连杆7一端通过滑块端万向节8与滑块9连接，另一端通过弹簧端万向节6连接，弹簧底座5上设置一可调刚度的弹簧4，弹簧4的另一端与叶片夹具2的摆振方向的一个侧面或与叶片夹具2的挥舞方向的一个侧面固定连接。为了调节测试叶片3在挥舞、摆振方向固有频率的比值关系，例如为使叶片挥舞方向与摆振方向的固定频率比值为1:2，选择在测试叶片3的摆振方向加设一套本技术的叶片结构频率调节装置，具体地：弹簧4，其功能在于通过提供不同的弹簧刚度，从而改善叶片系统在某一方向的固有频率，其一端与叶片夹具2的摆振方向的一个侧面或与叶片夹具2的挥舞方向的一个侧面固定连接(图2中示出的是与叶片夹具2的摆振方向的一个侧面固定连接)，另一端固定设置在弹簧底座5上；弹簧底座5，其功能在于实现弹簧4与连杆滑块结构的连接；弹簧端万向节6，分别与弹簧底座5和连杆7相连接，实现二者的连接功能；连杆7，连接于弹簧端万向节6与滑块端万向节8之间；滑块端万向节8，分别与连杆7与滑块9相连接；滑块9，可在桩柱的滑道内上下滑动运行；桩柱10及滑道，桩柱10固定于叶片疲劳测试试验台1旁，桩柱上设有沿上下方向延伸的滑道，可供滑块9上下滑动。其中弹簧4可根据需求选择不同刚度的弹簧进行更换，本示例中，每更换一次不同刚度的弹簧后，对叶片系统挥舞、摆振的固有频率分别测量，并根据二者的比值与目标值的差异，进行不同刚度弹簧的更换，直至满足所要求的频率比值。以上所述的具体实施例，对本技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种叶片结构频率调节装置，应用于风力机叶片疲劳测试系统中，所述风力机叶片疲劳测试系统包括叶片疲劳测试试验台、叶片夹具和测试叶片，所述测试叶片水平布置且其根部固定设置在所述叶片疲劳测试试验台上，所述测试叶片的叶展方向上固定设置一所述叶片夹具，其特征在于，所述叶片结构频率调节装置包括一沿竖直方向固定设置在所述叶片疲劳测试试验台附近桩柱和一弹簧底座，所述桩柱上设有沿上下方向延伸的滑道，所述滑道内设置一可上下滑动的滑块，所述滑块通过一连杆与所述弹簧底座连接，所述连杆的两端分别通过一万向节与所述滑块和弹簧底座连接，所述弹簧底座上设置一可调刚度的弹簧，所述弹簧的另一端与所述叶片夹具的摆振方向的一个侧面或挥舞方向的一个侧面固定连接。

【技术特征摘要】
1.一种叶片结构频率调节装置，应用于风力机叶片疲劳测试系统中，所述风力机叶片疲劳测试系统包括叶片疲劳测试试验台、叶片夹具和测试叶片，所述测试叶片水平布置且其根部固定设置在所述叶片疲劳测试试验台上，所述测试叶片的叶展方向上固定设置一所述叶片夹具，其特征在于，所述叶片结构频率调节装置包括一沿竖直方向固定设置在所述叶片疲劳测试试验台附近桩柱和一弹簧底座，所述桩柱上设有沿上下方向延伸的滑道，所述滑道内设置一可上下滑动的滑块，所述滑块通过一连杆与所述弹簧底座连接，所述连杆的两端分别通过一万向节与所述滑块和弹...

【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：新型
国别省市：北京,11