【技术实现步骤摘要】
风机叶片多级静力加载试验系统、控制系统及控制方法
[0001]本专利技术涉及风机叶片静力加载控制领域,具体涉及一种风机叶片多级静力加载试验系统、控制系统及控制方法。
技术介绍
[0002]风电正成为新能源领域发展的热点之一,为了俘获更多的能量,风电叶片的尺寸越来越大。风机叶片是风机机组的重要组成部分,也是风机机组中较易发生损伤的部件,叶片的好坏直接影响风力发电机组的效率、寿命和性能,而叶片的研制、生产涉及到多个学科,是多学科的高科技产品。随着风电叶片技术的发展和规范,对于自主设计和生产兆瓦级风电叶片,风电叶片的产品化必须得到相应国际组织的认证,而风电叶片的静力认证是风电叶片必不可少的认证项目之一。
[0003]风机叶片静力加载试验的主要目的是对风机叶片承受的极限载荷进行校验,确定叶片各个截面的实际刚度,对风机叶片的强度极限和刚度性能考核验证,为结构优化提供必要的试验数据及分析结果。目前对叶片施加测试载荷基于两个原因:一是为了验证叶片的时效行为,对其进行全尺寸的破坏试验,强调了大变形的几何非线性,发现Brazier效应可以诱发在翼梁帽上的大变形以及进一步的分层屈曲是导致结构失效的原因;二是为了获得叶片出厂认证,必须对其进行静力加载试验。
[0004]用静力试验的测试数据来对比设计计算结果,一般要求计算的叶片频率值和叶片敏感处的应变分别在
±
5%和
±
10%范围以内,只有试验测试值和设计计算值达到允许范围之内后,方能认定设计和制造的一致性,同时可以认定设计的可靠性和可行 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种风机叶片多级静力加载试验系统,其特征在于,包括:多个静力加载试验通道、多个固定夹具、固定装置和监测单元;所述固定装置垂直设置于地面,被测叶片与地面水平设置且一端安装于所述固定装置上;各静力加载试验通道一端设置于地面另一端通过各固定夹具固定于所述叶片的各静力加载点上;在多级静力加载试验过程中,控制所述多个中的若干个加载试验通道分别通过固定夹具向所述叶片各静力加载点施加力,通过监测单元对所述叶片进行监测得到所述叶片的受力数据。2.如权利要求1所述的加载试验系统,其特征在于,所述静力加载试验通道包括:加载装置和力传动装置;所述加载装置设置于地面;所述力传动装置分别与加载装置和固定夹具连接;通过驱动加载装置完成静力加载工作,并通过所述力传动装置将所述静力传递至所述固定夹具。3.如权利要求2所述的加载试验系统,其特征在于,所述力传动装置包括:动滑轮组、钢丝绳和定滑轮组;所述试验系统还包括:挂钩;所述挂钩与所述拉力传感器固定后与所述动滑轮组连接;所述钢丝绳依次穿过动滑轮组和所述定滑轮组后进入所述加载装置中。4.如权利要求3所述的加载试验系统,其特征在于,所述动滑轮组包括一片或多片动滑轮;所述定滑轮组包括一片或多片定滑轮;所述动滑轮和定滑轮的数量由所述多级静力加载试验设定的力和位移确定。5.如权利要求4所述的加载试验系统,其特征在于,所述试验系统还包括:桁架和地梁;所述地梁提前预埋,所述加载装置通过所述桁架螺接于地梁上;所述定滑轮固定于所述桁架上。6.如权利要求3所述的加载试验系统,其特征在于,所述加载装置包括:伺服电机,减速箱,卷筒,挡板,排线器和固定支架;所述减速箱进端接伺服电机,出端接卷筒;所述卷筒内缠所述钢丝绳;所述固定支架为凹型结构,所述卷筒的一侧与所述减速箱连接后与排线器平行设置于所述支架凹型结构的凹部内侧;且所述排线器延所述排线器轴向旋转;所述卷筒与所述排线器齿轮连接;所述卷筒挡板为两个设置于卷筒两侧。7.如权利要求6所述的加载试验系统,其特征在于,所述排线器上均匀布置有多个导向槽,所述导向槽的数量与卷筒缠绕钢丝绳的匝数一致,所述加载装置还包括导线器,所述导线器安装于所述排线器上,所述导线器用于保证钢丝绳沿着排线器上的导向槽运动。8.如权利要求2所述的加载试验系统,其特征在于,所述监测单元包括三坐标位移测量仪、拉力传感器和应变片;所述拉力传感器为多个,数量与静力加载试验通道一致,各拉力传感器分别安装于各固定夹具上并与力传动装置连接;所述拉力传感器用于实时采集所述静力加载通道的拉
力;并将所述拉力通过模拟量信号进行输出;三坐标位移测量仪设置于所有力传动装置的一侧,且位于所述加载装置上方;所述三坐标位移测量仪用于采集所述被测叶片的位移信息,并将所述位移信息转换为位移信号进行输出;所述应变片贴于被测叶片工艺要求的采集位置,用于采集被测叶片的应变信息并输出;其中所述叶片受力数据包括:拉力和位移。9.如权利要求1所述的加载试验系统,其特征在于,所述固定夹具的材质为木质;所述固定夹具具有与所述叶片配合的仿形结构。10.一种多级静力加载试验控制系统,其特征在于,包括:多级静力加载试验系统、加载控制单元和控制反馈单元;所述多级静力加载试验系统如权利要求1至9任意项所述的一种风机叶片多级静力加载试验系统;所述加载控制单元与所述控制反馈单元和各多级静力加载试验系统中的各静力加载试验通道通讯连接,用于基于上一时刻监测到的被测叶片的受力数据控制所述指定的加载试验通道向所述被测叶片的静力加载点施加多级静力;所述控制反馈单元还与多级静力加载试验系统中的监控单元通讯连接,用于采集当前时刻所述监控单元监测到的被测叶片在当前多级静力作用下的受力数据,并将所述受力数据传递给所述加载控制单元。11.如权利要求10所述的试验控制系统,其特征在于,所述加载控制单元包括:包括PLC和伺服控制器;所述PLC通过总线与伺服控制器连接,所述伺服控制器与所述静力加载试验通道中的加载装置的伺服电机连接,用于驱动所述伺服电...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨红亮,李铁康,田广夺,陈柯勋,陈凌云,李文宇,陈东伟,
申请(专利权)人:北京强度环境研究所,
类型:发明
国别省市:
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