[发明专利]一种风电叶片动态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动态疲劳测试装置及方法，包括；第一摆幅控制机构和第二摆幅控制机构，第一摆幅控制机构包括横向驱动组件、纵向驱动组件和支撑框架，第二摆幅控制机构包括摆锤组件、弹性牵引组件和摆幅支架，横向驱动组件驱动风电叶片在水平方向上做往复运动，纵向驱动组件驱动风电叶片在竖直方向往复摆动，使风电叶片的叶尖以椭圆形轨迹往复运动，摆锤组件与弹性牵引组件回收第一摆幅控制机构的摆幅能量，从而控制风电叶片负载和摆动频率。与现有技术相比，该风电叶片测试装置结构简单，通过摆锤组件和弹性牵引组件，能够有效回收能量，降低了测试能耗，缩短了测试周期。

技术领域

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动态疲劳测试装置及方法。

背景技术

风电对于缓解能源供应、改善能源结结构、保护环境等方面意义重大。这些年，风电机组在我国得到了广泛的安装使用。由于风力发电机组通常处于野外，环境条件恶劣，容易出现故障，维修起来耗费大量人力物力，对风机的可靠性要求越来越高。为了满足风电叶片20年使用寿命的设计要求，风电叶片需要进行非常定载荷作用下全尺寸的疲劳测试，模拟恶劣条件运行工况中所发生的疲劳破坏。

然而目前叶片疲劳一般采用液压法测试，使用大型液压装置强迫叶片在实验方向进行往复运动，直到达到疲劳试验要求的循环次数，整体测试结构复杂，需要有高强度高动力源的液压装备往复运动百万余次，导致测试周期长数周至两个月不等，能耗高，综合成本巨大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种风电叶片动态疲劳测试装置及方法，降低测试能耗，缩短测试周期。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种风电叶片动态疲劳测试装置，包括风电叶片及沿所述风电叶片长度方向设置的第一叶尖夹具和第二叶尖夹具，还包括；

龙门支架，所述风电叶片的根部固定在所述龙门支架上，所述龙门支架固定在平台上；

第一摆幅控制机构，所述第一摆幅控制机构包括横向驱动组件、纵向驱动组件和支撑框架，所述支撑框架设置在所述风电叶片的一侧，所述横向驱动组件和所述纵向驱动组件均连接在所述支撑框架上，且分别与所述第一叶尖夹具的侧壁和底端连接；

第二摆幅控制机构，所述第二摆幅控制机构包括摆锤组件、弹性牵引组件和摆幅支架，所述摆幅支架固定在所述风电叶片的另一侧，所述摆锤组件摆动连接在所述摆幅支架上，其所述摆锤组件上方通过连杆与所述第二叶尖夹具的侧壁相连，所述弹性牵引组件设置在所述第二叶尖夹具下方，且通过连杆与所述第二叶尖夹具底部连接；

其中，所述横向驱动组件驱动所述风电叶片在水平方向上做往复运动，所述纵向驱动组件驱动所述风电叶片在竖直方向往复摆动，使所述风电叶片的叶尖以椭圆形轨迹往复运动，所述摆锤组件与所述弹性牵引组件回收所述第一摆幅控制机构的摆幅能量，从而控制风电叶片负载和摆动频率。

进一步地，所述横向驱动组件和所述纵向驱动组件均通过油缸驱动，所述横向驱动组件中的所述油缸一端与所述支撑框架转动连接，另一端与所述第一叶尖夹具的侧壁转动连接；

所述纵向驱动组件还包括水平框梁，所述水平框梁转动连接在所述支撑框架内，且所述水平框梁一端与所述油缸连接，延伸出所述支撑框架的一端通过连杆与所述第一叶尖夹具的底部转动连接。

进一步地，所述摆幅支架包括至少两个支撑组件及连接两个所述支撑组件的活动轴，两个所述支撑组件远离所述风电叶片的一端通过加强梁固定连接，所述摆锤组件摆动连接在所述活动轴上。

进一步地，所述支撑组件包括横梁、竖直梁和斜支撑，所述横梁固定在所述平台上，所述竖直梁垂直于所述横梁通过角件固定连接，所述斜支撑设置在靠近所述风电叶片的一侧，且所述斜支撑两端分别与所述横梁和所述竖直梁固定连接。

进一步地，所述横梁、所述竖直梁、所述斜支撑和所述加强梁均采用工字钢。