本发明专利技术公开一种风电叶片疲劳测试装置，包括：叶片夹具，所述叶片夹具安装在所述叶片上；激振组件，所述激振组件设于平面上；连接机构，所述连接机构的一端与所述叶片夹具铰接，所述连接机构的另一端与所述激振组件传动连接。本发明专利技术激振设备不安装在叶片上，避免了激振设备自重对叶片固有属性以及弯矩载荷分布的影响。自重对叶片固有属性以及弯矩载荷分布的影响。自重对叶片固有属性以及弯矩载荷分布的影响。
【技术实现步骤摘要】
一种风电叶片疲劳测试装置及其测试方法
[0001]本专利技术涉及风电叶片测试的
，尤其涉及一种风电叶片疲劳测试装置及其测试方法。
技术介绍
[0002]风电叶片作为风力发电机的重要组成部分，其使用寿命和运行可靠性是风机安全稳定运行的重要环节之一。风电叶片在运行过程中会受到交变载荷的作用，疲劳损坏是叶片主要失效形式之一。为了保证叶片的疲劳寿命能够满足使用需要，需要对叶片进行疲劳加载试验以检验叶片的性能以及寿命。
[0003]目前，在叶片疲劳测试中，通常采用惯性式激振器，即激振器安装在叶片上，依靠驱动质量块产生的惯性力来使叶片产生共振。随着叶片尺寸的大型化，往往需要更大激振能力的激振器去使叶片振动时的动态弯矩满足目标值。然而，更大激振能力的激振器需要增大移动质量块的质量，加强安装位置夹具的强度，这相当于增加了叶片的配重质量，会对叶片的弯矩分布产生影响，进一步也会降低叶片的测试频率，延长测试周期。
[0004]因此，为了消除惯性激振器和加强夹具对叶片弯矩分布以及固有频率的影响，以及减少激振设备维护和安装成本，亟需一种新的风电叶片疲劳测试系统及其测试方法以适用大型叶片的测试需求。
技术实现思路
[0005]针对现有的叶片疲劳测试存在的上述问题，现旨在提供一种风电叶片疲劳测试装置及其测试方法。
[0006]具体技术方案如下：
[0007]一种风电叶片疲劳测试装置，包括：
[0008]叶片夹具，所述叶片夹具安装在所述叶片上；
[0009]激振组件，所述激振组件设于平面上；
[0010]连接机构，所述连接机构的一端与所述叶片夹具铰接，所述连接机构的另一端与所述激振组件传动连接。
[0011]上述的风电叶片疲劳测试装置，其中，还包括：加载支座，所述加载支座设于所述叶片夹具的下方；
[0012]所述激振组件包括两激振设备，两所述激振设备分别设于所述加载支座的两侧；
[0013]所述连接机构包括：两连接组件，所述连接组件与所述激振设备传动连接，所述连接组件分别与所述叶片夹具、所述加载支座铰接。
[0014]上述的风电叶片疲劳测试装置，其中，每一所述连接组件均包括：第一连杆、第二连杆和第三连杆，所述第一连杆的一端与所述叶片夹具铰接，所述第二连杆的一端与所述第一连杆的另一端铰接，所述第二连杆的另一端与所述加载支座的一侧铰接，所述第三连杆的一端与所述第二连杆的中部铰接，所述激振设备与所述第三连杆的另一端传动连接。
[0015]上述的风电叶片疲劳测试装置，其中，所述第三连杆的另一端与所述激振设备铰接，所述第三连杆与所述激振设备的铰接点与所述激振设备的旋转中心轴线之间形成有距离。
[0016]上述的风电叶片疲劳测试装置，其中，所述激振组件包括：激振设备，所述激振设备设于所述平面上，所述连接机构为缆绳，所述缆绳的一端与所述叶片夹具铰接，所述缆绳的另一端与所述激振设备传动连接。
[0017]上述的风电叶片疲劳测试装置，其中，每一所述激振设备均包括：电机和飞轮，所述电机与所述飞轮的中心传动连接，所述飞轮的侧边与所述第三连杆的另一端铰接；
[0018]一种风电叶片疲劳测试装置的测试方法，使用上述的风电叶片疲劳测试装置，所述测试方法包括：
[0019]步骤A1：起振阶段：所述电机往复旋转，依次带动所述第三连杆、所述第二连杆和所述第一连杆摆动，从而对所述叶片夹具施加与所述叶片的固有频率接近的激励载荷，激励所述叶片进入小振幅共振状态，所述电机逐步增大施加扭矩，使得所述叶片进入单轴共振阶段，执行A2步骤；
[0020]步骤A2：单轴共振阶段：所述叶片进行挥舞方向的疲劳测试时，当两所述激振设备同向安装时，两所述电机的运动方向相反，当两所述激振设备对向安装时，两所述电机的运动方向一致；所述叶片进行摆振方向的疲劳测试时，当两所述激振设备同向安装时，两所述电机的运动方向一致，当两所述激振设备对向安装时，两所述电机的运动方向相反，执行A3步骤；
[0021]步骤A3：双轴共振阶段：对所述叶片同时进行挥舞和摆振方向的加载，所述叶片受到的激励载荷在挥舞和摆振方向上的分量均能满足所述叶片两个方向上的共振条件。
[0022]上述的风电叶片疲劳测试的测试方法，其特征在于，所述A1步骤中，所述叶片的固有频率可通过贴在叶片上的应变或位移信号获取。
[0023]一种风电叶片牵引疲劳测试装置的测试方法，使用上述的风电叶片疲劳测试装置，所述测试方法包括：
[0024]步骤B1：起振阶段：所述电机往复旋转，所述缆绳对所述叶片施加单向激励，激励载荷和所述叶片的固有频率接近，激励所述叶片进入小振幅共振状态，所述叶片回弹时，使所述电机的旋转速度略小于所述叶片的回弹速度，以使所述缆绳处于受力状态，且不晃动，逐步增大所述电机的扭矩，待所述电机能够完成单向旋转时，即所述叶片达到目标振幅时，所述叶片进入单轴共振阶段，执行B2步骤；
[0025]步骤B2：共振阶段：所述叶片进入共振状态后，通过上位机显示所述叶片应变波形应接近正弦波，此时逐步增加所述电机的输出扭矩，使所述叶片进入大振幅共振状态，此时所述电机单向旋转维持所述叶片的等幅振动。
[0026]上述技术方案与现有技术相比具有的积极效果是：
[0027](1)本专利技术的激振设备不安装在叶片上，避免了激振设备自重以及加强叶片夹具对叶片固有属性以及弯矩载荷的影响；
[0028](2)本专利技术调节连接组件的相对安装位置以及摆动角度范围可适用于不同加载点处的叶片振幅；
[0029](3)本专利技术激振设备安装在地面，连接组件为硬连接，可提供双向激励，适用于叶
片单轴和双轴疲劳测试；此外，通过选取合适的电机以及减速机，可以减小常规配重对叶片产生的静态形变；
[0030](4)本专利技术可使用缆绳作为激励传递介质，避免了意外情况导致的硬连接和叶片不同步导致的叶片或设备受损情况，提高了疲劳测试设备的安全性。
附图说明
[0031]图1为本专利技术一种风电叶片疲劳测试装置及其测试方法的第一实施例的单轴疲劳测试系统示意图；
[0032]图2为本专利技术一种风电叶片疲劳测试装置及其测试方法的第一实施例的双轴疲劳测试系统示意图；
[0033]图3为本专利技术一种风电叶片疲劳测试装置及其测试方法的第二实施例的单轴疲劳测试系统示意图；
[0034]附图中：1、叶片夹具；2、加载支座；3、激振设备；4、连接组件；5、安装孔；11、第一连杆；12、第二连杆；13、第三连杆；14、缆绳；21、电机；22、飞轮。
具体实施方式
[0035]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。
[0036]第一实施例：
[0037]图1为本专利技术一种风电叶片疲劳测试装置及其测试方法的单轴疲劳测试系统示意图，图2为本专利技术一种风电叶片疲劳测试装置及其测试方法的双轴疲劳测试系统示意图，如图1至图2所示，示出了一种较佳实施例的风电叶本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种风电叶片疲劳测试装置，其特征在于，包括：叶片夹具，所述叶片夹具安装在所述叶片上；激振组件，所述激振组件设于平面上；连接机构，所述连接机构的一端与所述叶片夹具铰接，所述连接机构的另一端与所述激振组件传动连接。2.根据权利要求1所述风电叶片疲劳测试装置，其特征在于，还包括：加载支座，所述加载支座设于所述叶片夹具的下方；所述激振组件包括两激振设备，两所述激振设备分别设于所述加载支座的两侧；所述连接机构包括：两连接组件，所述连接组件与所述激振设备传动连接，所述连接组件分别与所述叶片夹具、所述加载支座铰接。3.根据权利要求2所述风电叶片疲劳测试装置，其特征在于，每一所述连接组件均包括：第一连杆、第二连杆和第三连杆，所述第一连杆的一端与所述叶片夹具铰接，所述第二连杆的一端与所述第一连杆的另一端铰接，所述第二连杆的另一端与所述加载支座的一侧铰接，所述第三连杆的一端与所述第二连杆的中部铰接，所述激振设备与所述第三连杆的另一端传动连接。4.根据权利要求3所述风电叶片疲劳测试装置，其特征在于，所述第三连杆的另一端与所述激振设备铰接，所述第三连杆与所述激振设备的铰接点与所述激振设备的旋转中心轴线之间形成有距离。5.根据权利要求1所述风电叶片疲劳测试装置，其特征在于，所述激振组件包括：激振设备，所述激振设备设于所述平面上，所述连接机构为缆绳，所述缆绳的一端与所述叶片夹具铰接，所述缆绳的另一端与所述激振设备传动连接。6.根据权利要求4或5所述风电叶片疲劳测试装置，其特征在于，每一所述激振设备均包括：电机和飞轮，所述电机与所述飞轮通过减速机连接，所述飞轮的侧边与所述第三连杆的另一端铰接。7.根据权利要求1所述风电叶片疲劳测试装置，其特征在于，所述叶片夹具上设有若干个安装孔。8.一种风电叶片疲劳测试装置的测试方法，其特征在于，使用权利要求6所述的风电叶片疲劳测试装...
【专利技术属性】
技术研发人员：周爱国，朱玉田，施金磊，刘志家，乌建中，
申请(专利权)人：上海中帧机器人控制技术发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。