一种风机叶片静力测试方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种风机叶片静力测试方法及系统，该方法通过考虑实际加载载荷下的风机叶片的三维空间变形，计算叶片各截面实际载荷；同时以目标载荷弯矩为基础，先进行风机叶片三维空间变形计算，再根据变形后的风机叶片截面位置计算更新后测试弯矩；并借助理论计算或者实际测量结果，考虑加载过程中风机叶片扭转变形，对实际测试弯矩进行修正；且根据理论计算或者实际测量结果，考虑加载过程中试验台变形对实际测试弯矩进行修正；本发明专利技术考虑了叶片变形的影响，使得测试方法更准确，得到满足要求的初始方案后，只需进行一次迭代，即得到最终的测试方案信息，方法简单可靠，包含了现有静力测试场所竖直向下和水平侧向的加载方式。式。式。

【技术实现步骤摘要】
一种风机叶片静力测试方法及系统


[0001]本专利技术涉及风机叶片静力分析的
，尤其是指一种风机叶片静力测试方法及系统。

技术介绍

[0002]风力发电机叶片全尺寸静力测试是叶片结构性能验证与优化的重要途径，通过叶片静力测试可以验证设计和制造的可靠性，验证叶片承受静力极限载荷的能力以及设计中的各种假设。另外，全尺寸静力测试也成为叶片新产品开发及改型取得型式认证的一个必要过程。而随着海上风电的发展，百米级大尺寸叶片结构特征与载荷工况日益复杂，对于风机叶片静力测试也带来很多挑战；
[0003]随着风力发电机组单机装机容量的增加，风力发电机组叶片的长度也不断增长，叶片在静力测试时变形也在显著增加，静力测试时为了保证载荷连续性以及测试安全性，加载点的个数也逐渐增加，如何简单有效制定叶片静力测试加载方案，保证静力测试时实际测试弯矩载荷达到目标弯矩载荷显得至关重要；
[0004]一般将叶片沿翼型截面0度弦线方向称为摆振方向，而将垂直于弦线方向称为挥舞方向；静力测试时一般在摆振方向和挥舞方向分别进行静力加载验证，或者根据叶片设计载荷选定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风机叶片静力测试方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、输入测试信息后设置初始参数，确定静力测试的加载方式，并计算初始自重载荷；S2、根据静力测试的加载方式、初始自重载荷以及测试信息，计算风机叶片安装到试验台的安装角度以及总载荷；S3、评估在总载荷下的风机叶片安全性，若风机叶片安全性合格则执行步骤S4，若风机叶片安全性不合格则返回执行步骤S1以重新调整初始参数；S4、计算总载荷下的风机叶片三维空间变形、风机叶片扭转变形以及试验台变形角度；S5、根据总载荷以及试验台变形角度，修正得到的风机叶片三维空间变形和风机叶片扭转变形；S6、根据修正后的风机叶片三维空间变形，计算风机叶片变形后风机叶片自重产生的自重弯矩载荷和夹具的自重弯矩载荷；并根据修正后的风机叶片扭转变形，计算加载点位置空间坐标；S7、根据得到的加载点位置空间坐标，依次输入及调整各个加载点的加载力，计算加载方向上的加载载荷；S8、根据步骤S6得到的风机叶片的自重弯矩载荷和夹具的自重弯矩载荷以及步骤S7得到的加载载荷，计算风机叶片验证方向上的测试载荷及总载荷；S9、根据得到的风机叶片验证方向上的测试载荷及总载荷以及步骤S5得到的风机叶片扭转变形，修正风机叶片验证方向上的测试载荷及总载荷；S10、根据修正后的风机叶片验证方向上的测试载荷及总载荷，判断验证方向上的载荷是否不小于目标载荷，若验证方向上的载荷没有不小于目标载荷，则返回到步骤S7对各个加载点的加载力进行调整，直至各验证方向上的载荷均不小于目标载荷；S11、重复执行步骤S4至步骤S10一次，迭代计算风机叶片验证方向上的测试载荷及总载荷；S12、根据步骤S11计算得到的风机叶片验证方向上的总载荷，计算最终的风机叶片三维空间变形和风机叶片扭转变形；S13、基于试验台变形，对最终的总载荷下的风机叶片三维空间变形进行修正；并基于试验台的倾角及仰角参数，计算风机叶片在最终的总载荷下的空间三维坐标；S14、基于步骤S13确定的风机叶片的空间三维变形坐标，计算静力加载设备的加载点位置，完成整个静力测试，并导出测试输出信息。2.根据权利要求1所述的一种风机叶片静力测试方法，其特征在于，在步骤S1中，包括以下步骤：S101、导入风机叶片测试的验证方向及该验证方向下的目标测试载荷，并输入风机叶片参数或者风机叶片有限元模型；S102、设置加载点的初始数量及位置、加载点夹具引入的额外重量，确定静力测试的加载方式；其中，所述静力测试的加载方式包括竖直向下加载以及水平侧向加载，加载点位置需避开测试验证区域；S103、计算初始自重载荷，所述初始自重载荷为风机叶片自重和夹具重量引起的沿叶片各截面的弯矩载荷。3.根据权利要求1所述的一种风机叶片静力测试方法，其特征在于，在步骤S2中，具体
执行以下操作：根据静力测试的加载方式、初始自重载荷和测试信息中的目标测试载荷，选定风机叶片安装到试验台的安装角度，并根据目标测试载荷计算风机叶片静力加载载荷以及承受的总载荷；其中，所述静力测试的加载方式包括竖直向下加载以及水平侧向加载，所述加载载荷为在风机叶片的多个截面施加的加载力所产生的沿风机叶片各截面的弯矩载荷；对于竖直向下加载，风机叶片承受的总载荷为风机叶片静力加载载荷和风机叶片自重载荷之和；对于水平侧向加载，风机叶片静力加载载荷与风机叶片自重载荷的夹角为90度，风机叶片验证方向上承受的总载荷为风机叶片静力加载载荷与风机叶片自重载荷在该验证方向的投影。4.根据权利要求1所述的一种风机叶片静力测试方法，其特征在于，在步骤S3中，具体执行以下操作：评估在总载荷下的风机叶片安全性，进行叶片的屈曲分析、纤维失效和纤维间失效；若风机叶片安全性不合格，返回到步骤S1重新进行参数调整，以调整风机叶片的总载荷，直至风机叶片安全性合格。5.根据权利要求1所述的一种风机叶片静力测试方法，其特征在于，在步骤S14中，所述测试输出信息包括各个加载点的加载力、验证方向上的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨海江，李秀海，顾育慧，李军向，
申请(专利权)人：明阳智慧能源集团股份公司，
类型：发明
国别省市：