【技术实现步骤摘要】
一种风力机叶片覆冰载荷下疲劳寿命预测方法
本专利技术属于机械行业风力发电
，具体涉及一种风力机叶片覆冰载荷下疲劳寿命预测方法。
技术介绍
人类社会的生存和发展高度依赖能源和环境。在经济飞速发展的今天，人们对不可再生能源的一系列开采，如核能、煤、石油、天然气等，使得人们可利用的能源越来越少。因此发展其他可替代清洁而且储量丰富的可再生能源刻不容缓，风能是一种比较经典的可再生无污染清洁能源，是当今世界最具开发前景的绿色能源之一。据全球风能协会(GWEC)的统计，2018年全球新增装机51.3GW，其中陆上风电装机46.8GW，海上风电装机4.5GW。最新统计数据显示：2018年全球风电累计装机容量达到591GW，我国装机容量达到210GW。截止到2018年年底，全球风电新增装机容量达51.3GW，同比增长9％，我国风电新增装机容量为21.2GW，同比增长7.5％。可以预见，21世纪世界能源格局必将发生翻天覆地的变化。叶片是风力机关键的部件，直接影响风力机的发电效率，也是设计分析时的重点及难点。其良好的机械性能及可靠的...
【技术保护点】
1.一种风力机叶片覆冰载荷下疲劳寿命预测方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS1：确定风力机的叶片结构易发生损伤位置；/nS2：获取不同覆冰载荷下叶片结构易发生损伤位置的应变数据；/nS3：根据应变数据，获取载荷数据，并根据载荷数据进行载荷分布研究，得到叶片的载荷分布情况；/nS4：根据载荷数据、载荷分布情况以及实时获取的风况数据，进行强度分析，得到叶片的变形情况及应力情况，并根据变形情况及应力情况得到应力结果数据；/nS5：根据应力结果数据和载荷数据，获取离散化阶梯载荷谱；/nS6：根据离散化阶梯载荷谱，进行风力机叶片疲劳寿命的模糊预测，得到风力机叶片不同覆冰载荷下疲劳寿命预测结果。/n
【技术特征摘要】
1.一种风力机叶片覆冰载荷下疲劳寿命预测方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：确定风力机的叶片结构易发生损伤位置；
S2：获取不同覆冰载荷下叶片结构易发生损伤位置的应变数据；
S3：根据应变数据，获取载荷数据，并根据载荷数据进行载荷分布研究，得到叶片的载荷分布情况；
S4：根据载荷数据、载荷分布情况以及实时获取的风况数据，进行强度分析，得到叶片的变形情况及应力情况，并根据变形情况及应力情况得到应力结果数据；
S5：根据应力结果数据和载荷数据，获取离散化阶梯载荷谱；
S6：根据离散化阶梯载荷谱，进行风力机叶片疲劳寿命的模糊预测，得到风力机叶片不同覆冰载荷下疲劳寿命预测结果。
2.根据权利要求1所述的风力机叶片覆冰载荷下疲劳寿命预测方法，其特征在于：所述步骤S1的具体步骤为：根据风力机叶片各个位置的强度安全因子，以及叶片的静态载荷测试结果与疲劳载荷测试结果，确定风力机的叶片结构易发生损伤位置。
3.根据权利要求1所述的风力机叶片覆冰载荷下疲劳寿命预测方法，其特征在于：所述步骤S2的具体步骤为：使用应变采集设备获取不同覆冰载荷下叶片结构易发生损伤位置的应变数据；
所述应变采集设备包括应变片、数据采集仪和监控计算机，所述应变片设置于叶片结构易发生损伤位置处，所述数据采集仪分别与应变片和监控计算机通信连接。
4.根据权利要求1所述的风力机叶片覆冰载荷下疲劳寿命预测方法，其特征在于：所述步骤S3的具体步骤为：对应变数据进行标定处理得到载荷数据，并根据载荷数据使用三参数威布尔分布方法进行载荷分布研究，得到叶片的载荷分布情况。
5.根据权利要求1所述的风力机叶片覆冰载荷下疲劳寿命预测方法，其特征在于：所述步骤S5的具体步骤为：
S5-1：基于模糊理论，使用分级等效载荷计算方法，将原始载荷数据的连续载荷谱转化为离散的阶梯载荷谱，得到转化后载荷数据；
S5-2：对转化后载荷数据进行疲劳损伤等效化处理，得到等效载荷数据；
S5-3：根据等效载荷数据，得到转化前疲劳损伤等效的离散化阶梯载荷谱和转化后疲劳损伤等效的离散化阶梯载荷谱；
S5-4：将转化前疲劳损伤等效的离散化阶梯载荷谱和转化后疲劳损伤等效的离散化阶梯载荷谱进行合并，得到最终的离散化阶梯载荷谱。
6.根据权利要求5所述的风力机叶片覆冰载荷下疲劳寿命预测方法，其特征在于：所述步骤S5-1的具体方法为：
A-1：基于模糊理论使用分级等效载荷计算方法对传统Miner疲劳损伤理论进行改进，得到优化的隶属函数；
A-2：根据优化的隶属函数，建立模糊Miner理论数学模型；
A-3：根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：成斌，李兴图，张惠，张立新，李西洋，贾育豪，
申请(专利权)人：石河子大学，
类型：发明
国别省市：新疆;65
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