一种低周疲劳复合试验装置

本申请涉及试验装置技术领域，具体而言，涉及一种低周疲劳复合试验装置。

背景技术：

叶片是风机的重要部件，在叶片的工作过程中，叶片的工作环境严峻，常存在叶片低周疲劳复合工况。目前现有的叶片疲劳试验测试主要有以下几种方式：风电叶片双锤激振加载振动耦合特性及试验研究、液压作动器驱动的风电叶片两轴疲劳加载系统设计与研究、摆锤共振型风电叶片疲劳加载系统研究、偏心质量块驱动的风电叶片疲劳试验、电动缸驱动的风电叶片疲劳试验和伺服电机驱动的风电叶片疲劳试验激振装置设计。但是以上叶片疲劳试验装置安装不够方便，成本较高，且测试动力和效率不足，测量结果不够准确，适应性欠佳。

技术实现要素：

本申请的目的是提供一种简易、高效、耐用、安装简单的低周疲劳复合试验装置。

为了实现上述至少之一的目的，本申请提供了一种低周疲劳复合试验装置，用于叶片的测试，包括：底座；第一夹头，所述第一夹头设置在所述底座上，并能够相对于所述底座相对转动；支架，所述支架固定在所述底座上；升降装置，所述升降装置固定在所述支架上；旋转装置，所述旋转装置固定在所述升降装置上；水平移动装置，所述水平移动装置固定在所述旋转装置上，并可相对于所述支架在水平方向上移动；第二夹头，所述第二夹头设置在所述水平移动装置上，并与所述第一夹头对应设置；载荷施加装置，所述载荷施加装置与所述水平移动装置连接，用于在水平方向上向所述水平移动装置施加载荷；以及控制装置，所述控制装置分别与所述升降装置、所述旋转装置以及载荷施加装置连接，用于分别控制所述升降装置、所述旋转装置以及载荷施加装置的启停。

在其中的一些实施例中，所述水平移动装置包括：滑动座，所述滑动座与所述载荷施加装置连接；多个辊轴，多个所述辊轴设置在所述滑动座上，并能够相对于所述滑动座转动，多个所述辊轴的轴线位于同一平行面内，且多个所述辊轴的轴线相平行；定滑轮，所述定滑轮与所述旋转装置连接，并能够相对于所述旋转装置转动，所述定滑轮的轴线与所述平行面相平行；以及连接带，所述连接带分别与所述定滑轮及两个所述辊轴连接。

在其中的一些实施例中，所述滑动座上设置有两个所述辊轴，且两个所述辊轴之间具有间隔，所述定滑轮与两个所述辊轴呈三角形排列。

在其中的一些实施例中，所述水平移动装置包括：固定部，所述固定部与所述旋转装置连接，所述固定部上设置有滑槽；以及滑动部，所述滑动部与所述载荷施加装置连接，所述滑动部上设置有滑轨，所述滑动部与所述固定部连接，且所述滑轨位于所述滑槽内，所述滑轨能够在所述滑槽内移动。

在其中的一些实施例中，所述滑槽内设置有多个滚珠。

在其中的一些实施例中，所述载荷施加装置包括：多个推力杆，多个所述推力杆与所述水平移动装置连接；以及推拉装置，所述推拉装置分别与多个所述推力杆，用于通过多个所述推力杆向所述水平移动装置施加拉力或推力。

在其中的一些实施例中，所述推力杆为液压伸缩杆，所述推拉装置为液压泵，所述液压泵用于向所述液压伸缩杆输送或抽出液压油。

在其中的一些实施例中，所述载荷施加装置包括两个所述推力杆，两个所述推力杆对称地设置在所述水平移动装置的两侧。

在其中的一些实施例中，所述第二夹头上设置有多个连接孔。

在其中的一些实施例中，所述支架包括多个立柱及连接梁，多个所述立柱的一端与所述底座连接，所述连接梁与多个所述立柱的另一端连接，所述连接梁包括两个横梁及一个纵梁，所述升降装置与所述纵梁连接，所述连接梁整体呈“工”字形；多个所述立柱分别与两个所述横梁连接。

本申请的上述技术方案具有如下优点：载荷施加装置通过水平移动装置向叶片施加水平的推力或拉力，升降装置能够向叶片施加垂直的拉力或压力，旋转装置能够向叶片施加不同方向的旋转力，低周疲劳复合试验装置以试验件为中心，试验件的上、下端分别通过第一夹头及第二夹头固定。上述低周疲劳复合试验装置的结构简单、操作方便，能够对叶片的多个方向施压外力，实现叶片的弯曲、扭转、多攻角组合疲劳加载形式。通过疲劳载荷和应变分布，可评估叶片在疲劳载荷下的结构性能，从而充分地对叶片进行疲劳试验。另外，上述低周疲劳复合试验装置无需与特定试验机配套的特点，易于实现叶片试验件的批量试验。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，另外，本申请附图仅为说明目的提供，图中各部件的比例与数量不一定与实际产品一致。其中：

图1是本申请所述低周疲劳复合试验装置第一种实施例的结构示意图；

图2是图1所示低周疲劳复合试验装置另一视角的局部结构示意图；

图3是图1所示低周疲劳复合试验装置的局部立体结构示意图；

图4是本申请所述水平移动装置的结构示意图；

图5是本申请所述低周疲劳复合试验装置第二种实施例的结构示意图；

图6是图5所示低周疲劳复合试验装置另一视角的局部结构示意图。

其中，图1至图6的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

底座10，第一夹头20，支架30，立柱31，连接梁32，水平移动装置40，滑动座41，辊轴42，定滑轮43，连接带44，固定部45，滑动部46，第二夹头50，载荷施加装置60，推力杆61，推拉装置62。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

下述讨论提供了本申请的多个实施例。虽然每个实施例代表了申请的单一组合，但是本申请不同实施例可以替换，或者合并组合，因此本申请也可认为包含所记载的相同和/或不同实施例的所有可能组合。因而，如果一个实施例包含a、b、c，另一个实施例包含b和d的组合，那么本申请也应视为包括含有a、b、c、d的一个或多个所有其他可能的组合的实施例，尽管该实施例可能并未在以下内容中有明确的文字记载。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1至图6所示，本申请提供的用于叶片测试的低周疲劳复合试验装置包括：底座10、第一夹头20、支架30、升降装置(图中未示出)、旋转装置(图中未示出)、水平移动装置40、第二夹头50、载荷施加装置60以及控制装置(图中未示出)。

第一夹头20设置在底座10上，并能够相对于底座10相对转动。

支架30固定在底座10上。

升降装置固定在支架30上。

旋转装置固定在升降装置上。

水平移动装置40固定在旋转装置上，并可相对于支架30在水平方向上移动。

第二夹头50设置在水平移动装置40上，并与第一夹头20对应设置。

载荷施加装置60与水平移动装置40连接，用于在水平方向上向水平移动装置40施加载荷。

控制装置分别与升降装置、旋转装置以及载荷施加装置60连接，用于分别控制升降装置、旋转装置以及载荷施加装置60的启停。

本申请提供的载荷施加装置60，通过水平移动装置40向叶片施加水平的推力或拉力，升降装置能够向叶片施加垂直的拉力或压力，旋转装置能够向叶片施加不同方向的旋转力，低周疲劳复合试验装置以试验件为中心，试验件的上、下端分别通过第一夹头20及第二夹头50固定。上述低周疲劳复合试验装置的结构简单、操作方便，能够对叶片的多个方向施压外力，实现叶片的弯曲、扭转、多种角度组合疲劳加载形式，通过疲劳载荷和应变分布，可评估叶片在疲劳载荷下的结构性能，从而充分地对叶片进行疲劳试验。另外，上述低周疲劳复合试验装置无需与特定试验机配套的特点，易于实现叶片试验件的批量试验。

如图1至图6所示，在本申请的一个实施例中，载荷施加装置60包括：多个推力杆61以及推拉装置62。

多个推力杆61与水平移动装置40连接。推力杆61的一端设置有第一法兰盘，水平移动装置40上设置有第二法兰盘，第一法兰盘与第二法兰盘通过螺栓连接，从而实现推力杆61与水平移动装置40连接。

推拉装置62分别与多个推力杆61，用于通过多个推力杆61向水平移动装置40施加拉力或推力。

推拉装置62向多个推力杆61施加拉力或推力，拉力或推力通过多个推力杆61作用于水平移动装置40，从而使叶片在水平方向上受到拉力或推力。另外，通过对不同的推杆施加不同大小及方向的拉力或推力，从而实现对叶片多种角度组合疲劳加载形式，通过疲劳载荷和应变分布，可评估叶片在疲劳载荷下的结构性能。

在本申请的一个实施例中，推力杆为液压伸缩杆，推拉装置为液压泵，液压泵用于向液压伸缩杆输送或抽出液压油。

推力杆为液压伸缩杆，推拉装置为液压泵，即载荷施加装置为液压装置，液压装置可以输出大的推力或大转矩，从而有效地增加对叶片的试验范围。另外，液压装置工作时十分均匀稳定，可使运动部件换向时无换向冲击。而且由于液压装置的反应速度快，故可实现频繁换向。

如图2所示，在本申请的一个实施例中，载荷施加装置60包括两个推力杆61，两个推力杆61对称地设置在水平移动装置40的两侧。

通过对两个推力杆61施加不同大小、不同方向的拉力或推力，从而使水平移动装置40在水平方向对叶片进行多个方向的测试，进而实现对叶片多种角度组合疲劳加载形式，通过疲劳载荷和应变分布，可评估叶片在疲劳载荷下的结构性能。

如图3所示，在本申请的一个实施例中，第二夹头50上设置有多个连接孔。

叶片被第二夹头50夹持后，将多个螺钉旋入连接孔内，并抵压在叶片上，以将叶片固定在第二夹头50上，螺钉的固定方式，连接简单，且连接可靠。

如图1至图6所示，在本申请的一个实施例中，支架30包括多个立柱31及连接梁32。

多个立柱31的一端与底座10连接，连接梁32与多个立柱31的另一端连接，连接梁32包括两个横梁及一个纵梁，升降装置与纵梁连接，连接梁32整体呈“工”字形；多个立柱31分别与两个横梁连接。在本申请的一个具体实施例中，支架30包括四个立柱31，四个立柱31分别与“工”字形连接梁32的四个角连接。

两个横梁与多个立柱31连接为支架30提供支撑力，升降装置与纵梁连接为升降装置提供升降空间，从而保证了对叶片的试验，另外，“工”字形的连接梁32的结构简单，在保证机械强度的情况下，连接梁32的重量最轻，从而保证了立柱31对连接梁32的充分支撑。

下面结合附图具体阐述水平移动装置40的几个实施例：

实施例一

如图4所示，在本申请的一个实施例中，水平移动装置40包括：滑动座41、多个辊轴42、定滑轮43以及连接带44。

滑动座41与载荷施加装置60连接。

多个辊轴42设置在滑动座41上，并能够相对于滑动座41转动，多个辊轴42的轴线位于同一平行面内。在本申请的一个具体实施例中，滑动座41上设置有两个辊轴42，且两个辊轴42之间具有间隔，定滑轮43与两个辊轴42呈三角形排列。

定滑轮43与旋转装置连接，并能够相对于旋转装置转动，定滑轮43的轴线与平行面相平行。

连接带44分别与定滑轮43及两个辊轴42连接。

载荷施加装置60向滑动座41施加外力，滑动座41带动辊轴42在连接带44上滑动，从而使滑动座41相对于定滑轮43移动对叶轮在水平方向施加外力。另外，由于定滑轮43与辊轴42之间通过连接带44连接，辊轴42可相对于定滑轮43在任意方向移动，从而在水平方向对叶片进行多个方向的测试，进而实现对叶片多种角度组合疲劳加载形式，通过疲劳载荷和应变分布，可评估叶片在疲劳载荷下的结构性能。

实施例二

如图5和图6所示，在本申请的一个实施例中，水平移动装置40包括：固定部45以及滑动部46。

固定部45与旋转装置连接，固定部45上设置有滑槽。

滑动部46与载荷施加装置60连接，滑动部46上设置有滑轨，滑动部46与固定部45连接，且滑轨位于滑槽内，滑轨能够在滑槽内移动。

载荷施加装置60向滑动部46施加外力，通过滑槽与滑轨的配合，使滑动部46在固定部45上滑动滑，从而使滑动座41相对于定滑轮43移动对叶轮在水平方向施加外力。

在本申请的一个实施例中，滑槽内设置有多个滚珠。

滚珠的设置使固定部与滑动部之间的摩擦为滚动摩擦，使滑动部与固定部之间的摩擦阻力较小，从而使滑动部更顺畅的相对于固定部发生滑动。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。在本申请中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。在本申请中，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。