[发明专利]一种风电叶片疲劳测试装置及方法

说明书

本发明涉及风电叶片测试技术领域，尤其涉及一种风电叶片疲劳测试装置，包括：叶根支架，用于将叶片的叶根固定；固定框架，且靠近叶尖设置，固定框架朝向叶片的一侧开口设置；叶尖夹具，用于夹紧叶尖并传递驱动力；纵向驱动机构，具有纵向连杆，纵向连杆设置在叶尖夹具的底部，纵向驱动机构用于驱动叶尖夹具在竖直方向上做往复运动；横向驱动机构，具有横向连杆，横向连杆设置在叶尖夹具的侧面，横向驱动机构用于驱动叶尖夹具在水平方向上做往复运动；通过叶尖夹具以及横向驱动机构和纵向驱动机构的驱动，使得叶片在横截面所在的面上做椭圆运动，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以及扭曲变形，叶片测试过程受力更加全面。

技术领域

本发明涉及叶片疲劳测试技术领域，尤其涉及一种风电叶片疲劳测试装置及方法。

背景技术

风电叶片是风电机组中有用捕获风能的要害部件，叶片长度随风电机组单机容量的进步而不断增加，根据相关规范要求，风机叶片必须通过疲劳测试过程才能进行量产阶段。随着风电叶片往大型化方向发展，大型风电叶片的疲劳测试技术开发成为关键瓶颈。

现有技术中，对风电叶片的疲劳测试多采用激振法测试风电叶片疲劳度，即先将叶片的根部固定在一夹具上使得风电叶片悬空，然后将激振器固定在风电叶片长度方向上的中间位置处，通过气动激振器使得叶片以其固有频率进行上下振动；

然而上述测试方案存在测试精度不准的问题，通过实际的风电叶片运行年限验证发现，与测试的结论相差较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种风电叶片疲劳测试装置及方法，提高叶片疲劳测试的精准性。

为了达到上述目的，本发明一方面提供了一种风电叶片疲劳测试装置，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；

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；

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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，所述纵向驱动机构还包括水平摆框和纵向驱动件，其中：