[发明专利]一种风电叶片疲劳测试装置及方法

权利要求书

1.一种风电叶片疲劳测试装置，其特征在于，包括：

叶根支架，呈龙门型设置，其顶部具有叶根固定夹具，用于将叶片的叶根固定；

固定框架，设置在被固定叶片的一侧，且靠近叶尖设置，所述固定框架朝向叶片的一侧开口设置；

叶尖夹具，固定在叶片的叶尖位置处，用于夹紧叶尖并传递驱动力；

纵向驱动机构，设置在所述固定框架内，具有纵向连杆，所述纵向连杆设置在所述叶尖夹具的底部，且与所述叶尖夹具的底端枢接设置，所述纵向驱动机构用于驱动所述叶尖夹具在竖直方向上做往复运动；

所述纵向驱动机构还包括水平摆框和纵向驱动件，其中：

所述水平摆框凸出于所述固定框架的开口侧设置，且处于所述固定框架内部的一端铰接在所述固定框架上，所述水平摆框的另一端与所述纵向连杆枢接；

所述纵向驱动件的两端分别与所述水平摆框和固定框架转动连接，以驱动所述水平摆框朝向竖直方向往复摆动；

横向驱动机构，设置在所述固定框架内，具有横向连杆，所述横向连杆设置在所述叶尖夹具的侧面，且与所述叶尖夹具的侧壁枢接设置，所述横向驱动机构用于驱动所述叶尖夹具在水平方向上做往复运动；

所述横向驱动机构还包括竖摆框和横向驱动件，其中：

所述竖摆框底端铰接在所述固定框架内，并且朝向所述固定框架的开口侧自由摆动设置，所述横向连杆的另一端与所述竖摆框的顶部枢接；

所述横向驱动件的两端分别转动连接在所述竖摆框和固定框架上，用于驱动所述竖摆框往朝向所述固定框架开口侧的方向往复运动；

其中，所述纵向连杆与所述横向连杆在驱动时其两端均可转动连接设置，所述叶尖夹具在所述横向驱动机构和纵向驱动机构的驱动下，在叶片的横截面所在的平面上做椭圆形轨迹运动，既模拟了叶片的上下摆动，又模拟了叶片实际运转时风吹方向和扭曲变形。

2.根据权利要求1所述的风电叶片疲劳测试装置，其特征在于，所述叶根固定夹具包括上固定板、上夹块、下夹块、下固定板和侧连接板，其中：

所述上夹块底部朝上凹陷设置有上凹槽，所述下夹块顶部朝下凹陷设置有下凹槽，所述上凹槽与下凹槽相对设置，且与夹持部位的叶片仿形设置；所述上固定板设置在所述上夹块顶部，所述下固定板设置在所述下夹块底部，所述侧连接板的两端分别与所述上固定板和下固定板连接。

3.根据权利要求2所述的风电叶片疲劳测试装置，其特征在于，所述上固定板和下固定板之间还穿设有螺杆，所述螺杆用于调节所述上固定板和下固定板之间的距离。

4.根据权利要求1所述的风电叶片疲劳测试装置，其特征在于，还包括固定平台，所述固定平台沿水平方向设置有凸型槽，所述凸型槽沿叶片的横向和纵向设置有多条，所述固定框架底部具有固定板，所述固定板上具有固定孔，所述固定板通过紧固件固定在所述凸型槽上。

5.根据权利要求1所述的风电叶片疲劳测试装置，其特征在于，所述横向驱动件和纵向驱动件的两端采用球铰结构连接。

6.一种风电叶片疲劳测试方法，应用如权利要求1至5任一项所述的风电叶片疲劳测试装置，其特征在于，包括以下步骤：

固定叶片的根部于叶根支架的叶根固定夹具上；

固定叶尖夹具于叶片上待驱动位置处；

确定固定框架在平台上的位置，纵向驱动机构与叶尖夹具的底部连接、横向驱动机构与叶尖夹具的侧壁连接；

设置应力感应装置于所述叶片的设定位置处；

启动所述纵向驱动机构与横向驱动机构，使得叶尖夹具做椭圆轨迹运动；

当应力感应装置显示的数值达到设定疲劳应力值时，停止驱动。

7.根据权利要求6所述的风电叶片疲劳测试方法，其特征在于，所述应力感应装置为应变片，所述应变片的安装位置为通过对叶片的有限元分析确定的危险点。