風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及其葉片的主要測(cè)試項(xiàng)目

1、1葉片主要檢驗(yàn)和分析項(xiàng)目葉片主要檢驗(yàn)和分析項(xiàng)目風(fēng)力發(fā)電機(jī)組動(dòng)力性能的測(cè)試要根據(jù)IEC6140023“風(fēng)力機(jī)發(fā)電系統(tǒng)第23部分：風(fēng)輪葉片全尺寸結(jié)構(gòu)試驗(yàn)”標(biāo)準(zhǔn)的最新版執(zhí)行。1.11.1葉片靜力試驗(yàn)葉片靜力試驗(yàn)靜力試驗(yàn)用來測(cè)定葉片的結(jié)構(gòu)特性，包括硬度數(shù)據(jù)和應(yīng)力分布。葉片可用面載荷或集中載荷（單點(diǎn)多點(diǎn)載荷）來進(jìn)行加載。每種方法都有其優(yōu)缺點(diǎn)，加載方法通常按下面討論的經(jīng)驗(yàn)方法來確定。包括分布式面載荷加載方法、單點(diǎn)加載方法、多點(diǎn)加載方法。靜力試驗(yàn)加載

2、通常涉及一個(gè)遞增加載順序的應(yīng)用。對(duì)于一個(gè)給定的加載順序，靜力試驗(yàn)載荷通常按均勻的步幅施加，或以穩(wěn)定的控制速率平穩(wěn)地增加。必要時(shí)，可明確規(guī)定加載速率與最大載荷等級(jí)的數(shù)值。通常加載速率應(yīng)足夠慢，以避免載荷波動(dòng)引起的動(dòng)態(tài)影響，從而改變?cè)囼?yàn)的結(jié)果。1.21.2葉片疲勞試驗(yàn)葉片疲勞試驗(yàn)葉片的疲勞試驗(yàn)用來測(cè)定葉片的疲勞特性。實(shí)際大小的葉片疲勞試驗(yàn)通常是認(rèn)證程序的基本部分。疲勞試驗(yàn)時(shí)間要長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)月，檢驗(yàn)過程中，要定期的監(jiān)督、檢查以及檢驗(yàn)設(shè)備的校準(zhǔn)。在

3、疲勞試驗(yàn)中有很多種葉片加載方法，載荷可以施加在單點(diǎn)上或多點(diǎn)上，彎曲載荷可施加在單軸、兩軸或多軸上，載荷可以是等幅恒頻的，也可以是變幅變頻的。每種加載方法都有其優(yōu)缺點(diǎn)。加載方法的選用通常取決于所用的試驗(yàn)設(shè)備。主要包括等幅加載、分塊加載、變幅加載、單軸加載、多軸加載、多載荷點(diǎn)加載、共振法加載。推薦的試驗(yàn)方法的優(yōu)缺點(diǎn)如下表：表1推薦的試驗(yàn)方法的優(yōu)缺點(diǎn)推薦的試驗(yàn)方法的優(yōu)缺點(diǎn)試驗(yàn)方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)分布式表面加載（使用沙袋等靜重）精確的載荷分布剪切載荷分

4、布很精確只能單軸只能靜態(tài)載荷失效能量釋放可導(dǎo)致更嚴(yán)重的失效非常低的固有頻率單點(diǎn)加載硬件簡(jiǎn)單一次只能精確試驗(yàn)一個(gè)或兩個(gè)剖面由試驗(yàn)載荷引起的剪切載荷較高多點(diǎn)加載一次試驗(yàn)可試驗(yàn)葉片更復(fù)雜的硬件和載荷控制應(yīng)在葉片表面臨界區(qū)域測(cè)量葉片應(yīng)變，葉片上的比較典型的位置為：幾何形狀突變、臨界的細(xì)部設(shè)計(jì)或應(yīng)變水平預(yù)計(jì)較高的位置。1.61.6葉片固有頻率測(cè)量葉片固有頻率測(cè)量通常重要的頻率只限于揮舞方向的一、二階和擺振方向的一階頻率（有些情況下，還包括扭轉(zhuǎn)一階

5、頻率）。對(duì)于大多數(shù)葉片來說，這些頻率間隔很好，且很少會(huì)耦合。因此，可把葉片置于所要求的振動(dòng)模態(tài)下，監(jiān)測(cè)來自諸如應(yīng)變計(jì)、位移傳感器或加速度計(jì)等的振動(dòng)模態(tài)響應(yīng)信號(hào)，逐個(gè)地直接測(cè)量出這些頻率。二階揮舞方向的激振模態(tài)可能會(huì)導(dǎo)致一些問題，尤其是對(duì)剛性非常大的葉片測(cè)量的過程中。1.71.7葉片阻尼測(cè)量葉片阻尼測(cè)量可以通過測(cè)量葉片揮舞和擺振方向無擾動(dòng)振蕩的對(duì)數(shù)衰減量確定葉片的結(jié)構(gòu)阻尼。振幅必須足夠小，以排除氣動(dòng)阻尼（幾厘米）的影響。應(yīng)注意阻尼通常與溫

6、度關(guān)系密切。1.81.8葉片振型測(cè)量葉片振型測(cè)量與清晰間隔固有頻率的低阻尼線性結(jié)構(gòu)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)振型值，可以由（在共振時(shí)）傳遞函數(shù)的虛部來逼近，此傳遞函數(shù)是確定振型值點(diǎn)處的輸入力與加速度響應(yīng)關(guān)系的函數(shù)。進(jìn)行揮舞和擺振方向的振型測(cè)量時(shí)，可將葉片安裝在剛性試驗(yàn)臺(tái)上，在葉片的某個(gè)適當(dāng)點(diǎn)處（多數(shù)在葉尖）施加一個(gè)激振力（以相關(guān)的頻率），沿葉片適當(dāng)間隔位置監(jiān)測(cè)所引起的加速度響應(yīng)，激振力可由力傳感器來測(cè)量，加速度由加速度計(jì)來測(cè)量，然后把測(cè)量值輸入分析儀中

7、，通過分析儀獲得可能的模態(tài)數(shù)以及在共振頻率下復(fù)雜傳遞函數(shù)的相位，在文獻(xiàn)[7]中給出詳細(xì)說明。除采用移動(dòng)單個(gè)加速度計(jì)的方法外，還可以沿葉片展向均勻地布置若干加速度計(jì)，用一系列強(qiáng)迫頻率來激振葉片，也可以確定葉片的振型。1.91.9葉片質(zhì)量分布葉片質(zhì)量分布測(cè)量測(cè)量粗略的質(zhì)量分布可以通過測(cè)量葉片總質(zhì)量和重心的方法計(jì)算出來，必要時(shí)可把葉片截成小段并稱出每段的重量來測(cè)量其質(zhì)量分布。1.101.10葉片蠕變?nèi)~片蠕變測(cè)量測(cè)量對(duì)蠕變敏感的材料來說，有必要