一种风力机室内测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种风力机室内测试装置，包括竖向力模拟机构、偏心力模拟机构、水平推力模拟机构和地基模拟机构，塔筒底部埋于地基模拟机构，竖向力模拟机构和偏心力模拟机构架设于地基模拟机构上，竖向力模拟机构与塔筒连接且向塔筒施加垂直竖向力，偏心力模拟机构与塔筒连接向塔筒施加偏心力，水平推力模拟机构连接偏心力模拟机构。本发明专利技术的一种风力机室内测试装置完美的模拟了风力机在实际运用中受到的地质、竖向力、偏心力和水平推力的影响，满足了风力机各种测试条件，解决了传统测试方式成本大、测试时满足不了试验所需的各种变量的不足之处，达到了在室内低成本、多变量的开展风荷载作用下高山风力机地基的受力特征模拟和测试的技术效果。测试的技术效果。测试的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种风力机室内测试装置


[0001]本专利技术涉及风力机试验
,更具体地说，它涉及一种风力机的室内测试装置。

技术介绍

[0002]进入21世纪以来，我国的风电发展非常迅速，现已成为继煤电、水电之后的第三大电源。我国中东部和西南部修建的水平轴风力机，其下部基础结构具有如下特点：1、基础尺寸庞大，荷载方向多变。山区风力机的基础多采用重力式钢筋混凝土扩展基础，其底板圆直径一般在十几至二十几米，甚至三十米以上；风力机基础同时受到3个垂直方向的集中力和力矩作用，其中主风向的水平力和倾覆力矩是其主要荷载。2、风雨耦合动力作用。风力机经常要遭到强风大雨的袭击，位于东南沿海时还要面临台风暴雨的侵袭。作用在风力机上的风雨耦合动力荷载将通过塔筒传至其下部结构，从而引起地基基础内力和变形的动力放大。3、山区场地环境复杂。我国中东部和西南部主要为东南丘陵地带和西南崎岖的高原和山地。在这些山区修建的风力机常坐落在山坡或山顶，并以强风化岩层、岩溶岩层或残坡积土层为持力层。而该地区往往雨水充沛，降雨将对这些地基进行渗透和软化，改变岩土体的力学性能，危及风力机地基基础的安全和稳定；因此，开展风荷载作用下高山风力机地基的受力特征模拟和测试具有重要的理论意义及工程应用价值。
[0003]目前针对地基的受力特征试验只能在风力机整体安装完毕投入使用时进行，这样虽然可以达到基本的试验目的，但是也体现出了试验成本大、改变不了试验所需的各种变量的缺陷。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种能够在室内低成本、多变量的开展风荷载作用下高山风力机地基的受力特征模拟和测试的一种测试装置。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0006]一种风力机室内测试装置，包括竖向力模拟机构、偏心力模拟机构、水平推力模拟机构和地基模拟机构，塔筒底部埋于所述地基模拟机构，所述竖向力模拟机构和所述偏心力模拟机构架设于所述地基模拟机构上，所述竖向力模拟机构与所述塔筒连接且向所述塔筒施加垂直竖向力，所述偏心力模拟机构与所述塔筒连接向所述塔筒施加偏心力，所述水平推力模拟机构的一端连接所述偏心力模拟机构，另一端与所述塔筒连接用于向所述塔筒施加水平轴向力。
[0007]优选的，所述竖向力模拟机构包括反力墙、龙门架、杠杆梁、竖向力施加器、滚动支座、配重块、和竖向位移测量仪，所述竖向力施加器连接于所述杠杆梁上且向所述塔筒施加竖向力，所述杠杆梁架设于所述龙门架上且可在所述滚动支座的驱动下横向移动，所述配重块垂吊于所述杠杆梁远离所述反力墙的一端，所述竖向位移测量仪设置在所述塔筒上用于测量所述塔筒的竖向位移量。
[0008]优选的，所述杠杆梁上设置有齿槽，所述滚动支座内安装有齿轮，所述齿轮啮合于所述齿槽，所述滚动支座的动力驱动器带动齿轮转动，进而驱动所述杠杆梁横向平移。
[0009]优选的，所述竖向力施加器为竖向千斤顶。
[0010]优选的，所述竖向力模拟机构还包括环向应变片，所述环向应变片设置在所述塔筒上用于检测在竖向力作用下所述塔筒的应变能力。
[0011]优选的，所述水平推力模拟机构包括连接于所述偏心力模拟机构的推力支架、连接于所述推力支架上的推力发生器以及安装在所述塔筒上的横向位移测量仪，所述推力发生器远离所述推力支架的一端作用在所述塔筒的上半部分。
[0012]优选的，所述推力发生器为作动器。
[0013]优选的，所述推力发生器包括推力作动器以及连接所述推力作动器的推力限制器，所述推力作动器为电推杆，所述推力限制器包括固定支架、阻尼筒以及连接法兰，所述电推杆的推杆穿过所述连接法兰和所述阻尼筒，所述推力限制器用于调节所述推力作动器所发出的作用力大小。
[0014]优选的，所述偏心力模拟机构包括支撑墙、连接于所述支撑墙上的偏心连接架以及一端连接于所述偏心连接架上的偏心作动器，所述偏心作动器的另一端作用在所述塔筒的顶部且偏离所述塔筒的中心轴设置。
[0015]优选的，所述地基模拟机构包括测试平台以及设于所述测试平台上方的模型池，所述模型池内部填充有厚状残积土，所述塔筒的底部埋于所述残积土内。
[0016]与现有技术相比，本专利技术提供了一种风力机室内测试装置，具备以下有益效果：
[0017]通过设置的地基模拟机构、竖向力模拟机构、偏心力模拟机构和水平推力模拟机构完美的模拟了风力机在实际运用中受到的地质、竖向力、偏心力和水平推力的影响，满足了风力机各种测试条件，解决了传统测试方式成本大、测试时满足不了试验所需的各种变量的不足之处，达到了在室内低成本、多变量的开展风荷载作用下高山风力机地基的受力特征模拟和测试的技术效果。
附图说明
[0018]图1为本专利技术所提供的风力机室内测试装置的结构示意图；
[0019]图2为图1所示的竖向力模拟机构的结构示意图；
[0020]图3为图2所示的滚动支座与杠杆梁的结构示意图；
[0021]图4为图1所示的偏心力模拟机构的结构示意图；
[0022]图5为图4所示的水平推力模拟机构的另一优选实施例的结构示意图；
[0023]图6为图5所示的水平力模拟机构的部分结构示意图；
[0024]图7和图8分别为横向位移测量仪的分布图。
[0025]图中：
[0026]1、竖向力模拟机构；3、偏心力模拟机构；5、水平推力模拟机构；7、地基模拟机构；11、反力墙；13、龙门架；14、杠杆梁；141、齿槽；15、竖向力施加器；16、滚动支座；161、齿轮；17、配重块；18、竖向位移测量仪；19、环向应变片；31、支撑墙；33、偏心连接架；35、偏心作动器；51、推力支架；53、推力发生器；55、横向位移测量仪；57、推力作动器；59、推力限位器；591、固定支架；593、阻尼筒；594、阻尼圈；595、连接法兰；596、推杆；71、测试平台；73、模型
池；75、残积土。
具体实施方式
[0027]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结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0028]需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0029]本专利技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位如“上、下”通常是针对附图所示的方向而言，或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“左、右”通常是针对附图所示的左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本专利技术。
[0030]请结合参阅图1至图4，以风力机地基基础为原型，按1：10的比例建立的一种风力机室内测试装置，用于对待测塔筒10进行模拟测试,在本实施例中，该风力机室内测试装置用于对锥形的待测塔筒10进行模拟测试。所述风力机测试装置包括竖向力模拟机构1、偏心力模拟机构3、水平推力模拟机构5和地基模拟本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力机室内测试装置，用于测试塔筒，其特征在于：包括竖向力模拟机构、偏心力模拟机构、水平推力模拟机构和地基模拟机构，所述地基模拟机构用于模拟地基环境和定位安装待测塔筒，所述竖向力模拟机构和所述偏心力模拟机构架设于所述地基模拟机构上，所述竖向力模拟机构与所述待测塔筒连接且向所述待测塔筒施加垂直竖向力，所述偏心力模拟机构与所述待测塔筒连接向所述待测塔筒施加偏心力，所述水平推力模拟机构的一端连接所述偏心力模拟机构，另一端与所述待测塔筒连接用于向所述待测塔筒施加水平推力。2.根据权利要求1所述的一种风力机室内测试装置，其特征在于：所述竖向力模拟机构包括反力墙、龙门架、杠杆梁、竖向力施加器、滚动支座、配重块、和竖向位移测量仪，所述竖向力施加器连接于所述杠杆梁上用于向所述待测塔筒施加竖向力，所述杠杆梁架设于所述龙门架上且可在所述滚动支座的驱动下横向移动，所述配重块垂吊于所述杠杆梁远离所述反力墙的一端，所述竖向位移测量仪设置在所述待测塔筒上用于测量所述待测塔筒的竖向位移量。3.根据权利要求2所述的一种风力机室内测试装置，其特征在于：所述杠杆梁上设置有齿槽，所述滚动支座内安装有齿轮，所述齿轮啮合于所述齿槽，所述滚动支座的动力驱动器带动齿轮转动，进而驱动所述杠杆梁横向平移。4.根据权利要求2所述的一种风力机室内测试装置，其特征在于：所述竖向力施加器为竖向千斤顶。5.根据权利要求2所述的一种风力机室内测试装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周炎明，邓宗伟，刘文劼，范子坚，
申请(专利权)人：湖南城市学院设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：