基于疲劳测试的叶片优化设计研究.pdf

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1、第28卷第1期2015年1月机电产品开簋与纠新n时el叩Inent＆Innov矗d∞0fMachinery＆El∞城caIPlDduc协V01．28．NO．1Jan．．2015文t壕号：1∞2—酌73(2015)0l—029_03基于疲劳测试的叶片优化设计研究乔玉军，李成良，丁蒜(中材科技风电叶片股份有限公司，北京100凹2)摘要：随着风电技术逐渐成熟，部件检测越来越受到业主和主机厂的重视。特别是风电叶片的设计验证，虽然检测手段多样，从材料测试到关键部件检测。但全尺寸静力测试与疲劳测试最终成为最为有效的检测手段。通过测试不仅可以验证设计的可靠性。确

2、保叶片在20年的运行寿命中没有损伤，也可以获取局部应变等参数指导优化设计。特别是全尺寸疲劳测试【ll。在为叶片批产提供依据的同时，分析测试过程中所记录的各项指标。分类归纳对比设计安全因子，得出叶片各项指标中的冗余度，针对冗余度进行优化设计，提高叶片可靠性。减少材料用量，降低成本。关键词：全尺寸；疲劳潮试；失效模式；优化设计中图分类号：7m122文献标识码：Adoi：10．3969，i．is蚰．1002—6673．2015．01．010mBhm队蛐四ol岬m函m蚰B姻酣蚰恤h姆眦Te瓯衄Dy“咖，￡，仇咿L函昭，D舢跏(SiIlom抛chwiIldP

3、愀rⅨadeCo．，Ln，Bc西iIlg100092，chim)Ah由砥：As出ewiIldpowH白虻hnologyis乎aduaI埽ma嗽，mo坤狃dlIlo坤撒ndonh越be∞payedaboutdlepalrtstesdngbydleownersa11ddlew砌tIlrbincm卸删阻：tIlrer．Bp∞iaⅡyfordle∞torbladedcsi印ve_ri丘谢oIl，dle他a咒diversitytestme抓saboutcoⅡlpone吣‰m址erialto出ekeypar&But血Ⅱ一si跫s谢ct韩tandfh69uete

4、啦6naⅡybecoⅡ地tllem供te丘bc石veway．Itcannotonly白瞄t柚dv鲥每dlerelia-bilityofdcsi印dlmu庐nIeoe筑tomakes眦出3tdIcbladeis∞iI{jmyd11血g出e埘nIlingli危of20yea巧butd的canguidenIeopdmalde—sign丘omdletestp媚lmete巧。f．Dfim啪ce出e】ocals画n．Wh丑edle血n—scale矗d删e自嚣一atdles锄e岫e。c柚p∞videdlebasisto出ebladebatctlproducdon

5、andabcm6llddleweal【狮d确aundancy0fdledesi弘．11ImdleblaIde缸h玳modew笛concludedtoguLde出edesi印叩凼：liza的nandd地bhdereliab丑时砌beilIlproved．Them删c咖s咖叩donc姐be托ducedmddlec∞twillbe咒ducedm山elast．1畸words：fi】ll—si跹；丘dguetest；伍lu托mode；dleop血n砌on撼四nO引言在风电叶片的设计过程中．疲劳测试往往是叶片设计的最终检测环节。在满足规范要求的前提下进行疲劳测

6、试大纲编写，指导加载并最终完成疲劳测试。通过测试，可以充分验证设计。发掘材料性能，以期降低重量进而降低成本。1叶片疲劳测试种类及规范1．1关键截面疲劳测试加载满足理论设计确定的安全因子较低的危险截面，如表1，表2所示。早期的疲劳测试均采用摇臂式激振系统，通过变频器控制电机转速来达到共振载荷。修稿日期：2014—12—01作者简介：乔玉军(1982一)，气动工程师。从事叶片设计。表1挥舞方向关键截面疲劳测试Tab．1FIapwisekeyseCtionfatiguetest关键截面加载截面关键截面等效标定加载叶片型号，m疲劳载荷，kNm，kNS认一1

7、．5MW1633659．4338．79SiB一1．5MW2334355．3832．3lsiC—1．5MW1636627．4631．4SiD一2．5MW3242465．9546．6表2摆振方向关键截面疲劳测试1．ab．2Edgewisekeysectionfatiguetest关键截面加载截面关键截面等效标定加载叶片型号，m疲劳载荷，kNm，I【NsiE—1．5MW1632689．5143．1SiF一2．5MW16421459．5656．14SiG一2．5MW2241．51161．7759．581．2全尺寸疲劳测试随着叶片逐渐向细长、轻量化方向发展．

8、全尺寸疲劳测试。可以使整个叶片加载均满足理论设计要求，视·开发与创新·具体叶片结构性能而定，在满足关键截面要求的前提下尽可