叶片是风力发电机组的主要组成部分之一,是将风能转换成机械能的关键部件[1],[2]。在风机运行过程中,叶片不停地旋转,因而叶片长期受到动态载荷作用,极可能产生疲劳破坏。相关研究表明,叶片的设计使用寿命超过20a,但其使用寿命较大程度上取决于其疲劳寿命[3],[4],所以对风机叶片进行疲劳性能测试非常重要。疲劳加载试验作为检测叶片抗疲劳能力的必备环节,可检测出叶片所能承受的预期疲劳载荷。目前,国外进行叶片
疲劳加载的试验方式分为两种:单轴加载方式[5]和两轴加载方式[6]。国内只有上海玻璃钢研究院等少数单位采用偏心质量块共振加载模式进行单轴疲劳加载试验[7],关于单轴加载模式下的系统能耗研究并无报道。
本文设计两套单轴疲劳加载方案:液压缸强迫加载模式和偏心质量块共振加载模式,并对比了两种单轴加载模式下的能量耗散。后续数值计算过程中的叶片关键特征参数分别通过多级加载试验与自由衰减试验获得。最后以aeroblade1.5-
张磊安,等大型风机叶片疲劳加载模式的能耗分析
40.3风机叶片疲劳加载试验为例,计算了两种加载模式下1个振动周期的能量耗散,证明共振加
载模式具有更好的节能效果。
1疲劳加载试验方案
液压缸强迫加载模式和偏心质量块共振加载
模式分别见图1,2。加载点均为沿叶片展向70%处,前者采用强迫振动模式,后者采用共振振动模式,两种模式均可保证叶片持续振动。
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