一种风电叶片局部构件的测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种风电叶片局部构件的测试装置及方法，包括立式钢架，立式钢架通过连接螺栓连接基础法兰，基础法兰与立式钢架连接成为测试装置的基础结构；所述立式钢架通过螺栓或焊接方式固定到底座上，并通过前后斜支撑实现立式钢架同底座的加强连接，在底座的一端连接有钢丝绳收紧装置，在钢丝绳收紧装置与立式钢架之间的底座上设置有滑轮机构。是专门用于风电叶片局部构件测试使用，构件叶根侧外部安装“L”型钢板同试验台法兰连接，具备测试的通用性。而本实验装置，测试的叶片局部构件为市场其他复合材料构件测试设备在尺寸上均无法满足。本测试装置在用于设计评估及风场叶片剩余寿命，缺陷扩展，修复性能评价等研究工作均具有显著的意义。

【技术实现步骤摘要】
一种风电叶片局部构件的测试装置及方法
本专利技术涉及风电叶片测试
，尤其涉及一种风电叶片局部构件的测试装置及方法。
技术介绍
复合材料风电叶片是风力发电机组的关键部件。风电叶片的设计，需要通过有效的检测手段进行评估。叶片局部构件测试是一种评估叶片局部安全性能的一种手段，其主要方法为，将叶片载荷拟合成为局部载荷，通过局部载荷在叶片对应的局部结构上进行加载，能有效的评估叶片局部构件的性能。另外，对于风场长期运行的叶片，本身包含一定数量的缺陷，通过收集局部构件样本，进行相应的静力或疲劳测试，有利于形成风场叶片剩余寿命，缺陷扩展，修复性能评价等研究工作。目前，对于复合材料风电叶片局部构件测试方法及研究工作，国内并未开展，因此，迫切需要研制一种风电叶片局部构件的测试装置及方法，以满足用户使用需求。
技术实现思路
为了满足用户使用需求，本申请的目的在于提供一种风电叶片局部构件的测试装置及方法。为实现本专利技术的目的，本专利技术提供的一种风电叶片局部构件的测试装置，包括立式钢架，立式钢架通过连接螺栓连接基础法兰，基础法兰与立式钢架连接成为测试装置的基础结构；所述立式钢架通过螺栓或焊接方式固定到底座上，并通过前后斜支撑实现立式钢架同底座的加强连接，在底座的一端连接有钢丝绳收紧装置，在钢丝绳收紧装置与立式钢架之间的底座上设置有滑轮机构，所述叶片局部构件在施加载荷位置安装随型夹具，钢丝绳一端连接随型夹具，另一端通过滑轮机构后，与钢丝绳收紧装置连接，钢丝绳收紧装置与监控端通讯连接。进一步地，还包括转接法兰，转接法兰与基础法兰连接。进一步地，所述立式钢架、前后斜支撑以及底座均采用工字钢。进一步地，叶片局部构件与“L”型钢板连接，“L”型钢板通过固定螺栓与转接法兰连接。进一步地，将“L”型钢板同转接法兰进行配孔安装时，应当确保理论全叶片水平放置下，叶片结构件的指定某切面的前、后缘高度位置差与叶片的理论0度弦线前、后缘高度位置差整体保持一致，可如下式表示：(H基准-H(前缘0度切面))-(H基准-H(前缘结构件指定切面))＝理论定值(H基准-H(后缘0度切面))-(H基准-H(后缘结构件指定切面))＝理论定值。进一步地，所述“L”型钢板为一边具有斜角，另一边打孔，其中，斜角的角度为3～15°，斜角侧钢板的长度为300～600mm；打孔侧，孔径为20mm～40mm；钢板长度为80mm～200mm，“L”型钢板的厚度为25～40mm。进一步地，每个“L”型结构钢板的弯折角度应当确保叶根端同法兰的连接平面同理论叶片叶根平面平行。相应地，本专利技术还提供了一种风电叶片局部构件的测试方法，所述方法应用于如上述的测试装置中，包括以下步骤：S1.将叶片局部构件叶根侧安装“L”型钢板，进行玻璃钢加固后，连接于转接法兰；S2.根据载荷的施加方向，确定转接法兰同基础法兰的安装角度。将叶片结构件“L”型钢板同转接法兰进行配孔安装时，应当确保理论全叶片水平放置下，叶片局部构件的指定某切面的前、后缘高度位置差与叶片的理论0度弦线前、后缘高度位置差整体保持一致，可如下式表示：(H基准-H(前缘0度切面))-(H基准-H(前缘结构件指定切面))＝理论定值，(H基准-H(后缘0度切面))-(H基准-H(后缘结构件指定切面))＝理论定值；S3.加载载荷为转化的叶片坐标系下载荷，并经过载荷拟合处理，确保在加载点往叶根方向1～2m至叶根侧法兰向叶尖方向，除叶根“L”型钢板加固区间以外的载荷，偏差在设计接受范围内；S4.在进行静力实验时，在叶片局部构件施加载荷的位置安装随型夹具，施力方向指向地面，再通过滑轮将力的方向转至可观察的安全方向；S5.在进行疲劳实验时，需要对载荷进行测算，必要时通过在底座尖端位置配重，确保实验过程中，试验台的稳定性，在叶片局部构件施加载荷的位置安装随型夹具，施加往复力的方式包括：1.在地面上固定位置设置往复机械机构通过钢丝绳将往复机械同夹具连接；2在随性夹具设置旋转重锤，提供叶片结构部件进行疲劳测试的交变应力。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为，本专利技术作为叶片局部构件的测试装置以及方法，是专门用于风电叶片局部构件测试使用，构件叶根侧外部安装“L”型钢板同试验台法兰连接，具备测试的通用性。而本实验装置，测试的叶片局部构件为市场其他复合材料构件测试设备在尺寸上均无法满足。本测试装置在用于设计评估及风场叶片剩余寿命，缺陷扩展，修复性能评价等研究工作均具有显著的意义。附图说明图1所示为风电叶片局部构件的测试装置示意图。图2所示为立式钢架与基础法兰连接结构示意图。图3所示为风电叶片局部构件与风电叶片局部构件的测试装置连接结构示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图2为风电叶片局部构件的测试装置示意图。图3所示为风电叶片局部构件与风电叶片局部构件的测试装置连接结构示意图。具体地，测试装置包括立式钢架201，立式钢架201通过连接螺栓202连接基础法兰204，基础法兰204与立式钢架201连接成为测试装置的基础结构。基础法兰204与立式钢架201一般不进行拆卸。在基础法兰204中，布置一系列的安装孔，用于基础法兰与转接法兰连接。立式钢架201通过螺栓或焊接方式固定到底座205上，并通过前后斜支撑203实现立式钢架201同底座205的加强连接，以保证测试装置在实验载荷的稳定性。立式钢架201主要承受弯曲载荷，立式钢架201、前后斜支撑203以及底座205均优先采用工字钢。在底座205的一端连接有钢丝绳收紧装置110，在钢丝绳收紧装置110与立式钢架201之间的底座205上设置有滑轮机构109。图1所示为风电叶片局部构件与风电叶片局部构件的测试装置连接结构示意图。叶片局部构件101在根端外部采用“L”型钢板102，并使用玻璃钢103进行阶梯式补强、在叶片101外部进行加固。转接法兰105与基础法兰107连接。在更换不同的叶片局部构件测试件时，换用不同的转接法兰105与基础法兰107进行螺栓连接。通过固定螺栓104将安装好“L”型结构钢板102的叶片局部构件101与转接法兰105连接。将“L”型钢板102同转接法兰105进行配孔安装时，应当确保理论全叶片水平放置下，叶片结构件的指定某切面的前、后缘高度位置差与叶片的理论0度弦线前、后缘高度位置差整体保持一致，可如下式表示：(H基准-H(前缘0度切面))-(H基准-H(前缘结构件指定切面))＝理论定值(H基准-H(后缘0度切面))-(H基准-H(后缘结构件指定切面))＝理论定值叶片局部构件101在施加载荷位置安装随型夹具108，通过钢丝绳一端连接随型夹具108，另一端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风电叶片局部构件的测试装置，其特征在于，包括立式钢架(201)，立式钢架(201)通过连接螺栓(202)连接基础法兰(204)，基础法兰(204)与立式钢架(201)连接成为测试装置的基础结构；/n所述立式钢架(201)通过螺栓或焊接方式固定到底座(205)上，并通过前后斜支撑(203)实现立式钢架(201)同底座(205)的加强连接，在底座(205)的一端连接有钢丝绳收紧装置(110)，在钢丝绳收紧装置(110)与立式钢架(201)之间的底座(205)上设置有滑轮机构(109)，所述叶片局部构件(101)在施加载荷位置安装随型夹具(108)，钢丝绳一端连接随型夹具(108)，另一端通过滑轮机构(109)后，与钢丝绳收紧装置(110)连接，钢丝绳收紧装置(110)与监控端通讯连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种风电叶片局部构件的测试装置，其特征在于，包括立式钢架(201)，立式钢架(201)通过连接螺栓(202)连接基础法兰(204)，基础法兰(204)与立式钢架(201)连接成为测试装置的基础结构；
所述立式钢架(201)通过螺栓或焊接方式固定到底座(205)上，并通过前后斜支撑(203)实现立式钢架(201)同底座(205)的加强连接，在底座(205)的一端连接有钢丝绳收紧装置(110)，在钢丝绳收紧装置(110)与立式钢架(201)之间的底座(205)上设置有滑轮机构(109)，所述叶片局部构件(101)在施加载荷位置安装随型夹具(108)，钢丝绳一端连接随型夹具(108)，另一端通过滑轮机构(109)后，与钢丝绳收紧装置(110)连接，钢丝绳收紧装置(110)与监控端通讯连接。


2.根据权利要求1所述的一种风电叶片局部构件的测试装置，其特征在于，还包括转接法兰(105)，转接法兰(105)与基础法兰(107)连接。


3.根据权利要求1所述的一种风电叶片局部构件的测试装置，其特征在于，所述立式钢架(201)、前后斜支撑(203)以及底座(205)均采用工字钢。


4.根据权利要求1所述的一种风电叶片局部构件的测试装置，其特征在于，叶片局部构件(101)与“L”型钢板(102)连接，“L”型钢板(102)通过固定螺栓(104)与转接法兰(105)连接。


5.根据权利要求1所述的一种风电叶片局部构件的测试装置，其特征在于，将“L”型钢板(102)同转接法兰(105)进行配孔安装时，应当确保理论全叶片水平放置下，叶片结构件的指定某切面的前、后缘高度位置差与叶片的理论0度弦线前、后缘高度位置差整体保持一致，可如下式表示：
(H基准-H(前缘0度切面))-(H基准-H(前缘结构件指定切面))＝理论定值
(H基准-H(后缘0度切面))-(H基准-H(后缘结构件指定切面))＝理论定值。


6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立新，邢晓坡，朱英伟，黄司晨，
申请(专利权)人：中科国风检测天津有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12