一种风电叶片大尺寸结构认证试验方法与流程

本发明属于风电叶片的认证试验领域，具体描述一种风电叶片大尺寸结构认证试验方法。

背景技术：

1、风电叶片部件是风力机的重要组成部分，风电叶片部件是由多个复合材料板材和螺栓组成，风电叶片部件的材料为高强度、高模量的树脂基纤维增强复合材料。风电叶片部件认证试验分为静力试验和疲劳试验，静力试验目的为验证叶片部件的质量、固有频率和强度设计要求的符合性等，疲劳试验目的为验证叶片部件的结构、铺层、连接设计的合理性、制造缺陷和疲劳寿命等。

2、传统风电叶片疲劳试验装置有安装困难，成本较高，使用范围局限，施加载荷较小等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种风电叶片大尺寸结构认证试验方法，克服上述现有技术中所述问题。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种风电叶片大尺寸结构认证试验方法，包括试验系统的对中方法，静力试验和疲劳试验系统的搭建和实施；

3、所述试验系统的对中方法，首先搭建试验系统，试验系统包括龙门架和轴向载荷加载系统，龙门架由地基平台5、立柱3、下部三角架4、上部三角架2和横梁1组成，轴向载荷加载系统由转接工装、伺服液压缸7、力传感器8、上液压楔形夹具9、下液压楔形夹具13和底座14组成，龙门架为左右对称结构，横梁两端在两个立柱3顶端分别通过螺栓固定，两个立柱3底端螺接固定在地基平台5上；横梁底面和相邻立柱侧面上端分别与上部三角架2固定，地基平台5和相邻立柱侧面下端分别与下部三角架4固定；伺服液压缸7通过转接工装与横梁1底面固定，伺服液压缸7的活塞杆与力传感器8固定连接，力传感器8与上液压楔形夹具9固定连接，两个可被夹具钳口夹持的光轴构成的对中目标件，上液压楔形夹具9夹持一个光轴，下液压楔形夹具13夹持另一个光轴，下液压楔形夹具13固定于底座14上，调试底座14位置至两光轴之间无错位后固定底座14于地基平台5上；同时在横梁下方标注对中标记；

4、所述静力试验和疲劳试验系统的搭建和实施，按照下述步骤进行，首先利用上述试验系统，拆除连接伺服液压缸7的转接工装，在横梁下方的对中标记处安装球铰支座6，伺服液压缸7与球铰支座固定，拆除上液压楔形夹具9和下液压楔形夹具13分别夹持的光轴，上液压楔形夹具的钳口夹持上转接夹具10，下液压楔形夹具钳口夹持下转接夹具12，然后利用上转接夹具和下转接夹具分别夹持待测风电叶片部件的两端，待测风电叶片部件由多个复合材料板材和螺栓组成，所述多个复合材料板材分别贴有应变片，每个应变片接于数据采集仪，得到测点位置的应力应变数据，数据采集仪、伺服液压缸、力传感器分别连接控制器。

5、上转接夹具和下转接夹具均由一个t型板和两个夹持平板构成，t型板的水平板有槽孔，用于两个夹持平板间距离调整后固定，t型板的水平板侧边有轴对称的刻度以便安装待测风电叶片部件11时两侧刻度一致完成对中调试。

6、所述地基平台上设有棋格盘式的燕尾槽，燕尾槽用于安装固定立柱、下部三角架和底座的螺栓。

7、所述立柱为两个左右对称，每个立柱的顶部、底部和侧边开两排螺纹孔用以安装横梁、上部三角架和下部三角架。

8、本发明在试验系统搭建前在横梁上螺接伺服液压缸，在伺服液压缸为固定支撑状态下进行轴向载荷加载系统对中，上液压楔形夹具和下液压楔形夹具各夹持一个相同尺寸的光轴，调节底座位置直至下方光轴与上方光轴间无错位，底座螺接固定于地基平台上，并在横梁上的安装位置处标记，完成轴向载荷加载系统的对中；风电叶片部件为复合材料板材制造厚度不定,液压楔形夹具钳口尺寸难以有效夹持大尺寸结构，设置转接夹具进行夹持，上转接夹具和下转接夹具一端可被液压楔形夹具钳口夹持，另一端两个平板通过半牙螺栓固定风电叶片部件在其中，两个平板上方螺接到t型板上，t型板水平面上槽孔可满足两个平板的左右调节，根据t型板侧边刻度完成风电叶片部件的对中。

9、所述横梁下方对中标记处螺接球铰支座避免系统轴向加载时产生侧向力，所述球铰支座固定连接伺服液压缸，所述伺服液压缸下端可进行往复运动的活塞杆处固定连接力传感器，力传感器为闭环控制系统的反馈部分，所述力传感器下固定连接上液压楔形夹具，所述上液压楔形夹具夹持完成对中的上转接夹具、风电叶片部件和下转接夹具，所述下转接夹具被安装于底座的下液压楔形夹具所夹持。

10、本发明的有益效果是：

11、本发明通过设计一种风电叶片大尺寸结构认证试验方法，与传统装置相比扩宽了疲劳试验夹具钳口大小的限制，并设计可调节夹持范围的转接夹具，使大尺寸厚度不定的复合材料板材结构均可使用。搭建风电叶片大尺寸结构认证试验系统可灵活安装拆卸，达到经济高效的效果。基于地基平台建立龙门架支撑整个风电叶片大尺寸结构认证试验系统，可根据不同需求而在龙门架上同时进行多台静力和疲劳试验装置的搭建。

技术特征：

1.一种风电叶片大尺寸结构认证试验方法，其特征在于：一种风电叶片大尺寸结构认证试验方法，包括试验系统的对中方法，静力试验和疲劳试验系统的搭建和实施；

2.根据权利要求1所述的风电叶片大尺寸结构认证试验方法，其特征在于：上转接夹具和下转接夹具均由一个t型板和两个夹持平板构成，t型板的水平板有槽孔，用于两个夹持平板间距离调整后固定，t型板的水平板侧边有轴对称的刻度以便安装待测风电叶片部件11时两侧刻度一致完成对中调试。

3.根据权利要求1所述的风电叶片大尺寸结构认证试验方法，其特征在于：所述地基平台上设有棋格盘式的燕尾槽，燕尾槽用于安装固定立柱、下部三角架和底座的螺栓。

4.根据权利要求1所述的风电叶片大尺寸结构认证试验方法，其特征在于：所述立柱为两个左右对称，每个立柱的顶部、底部和侧边开两排螺纹孔用以安装横梁、上部三角架和下部三角架。

技术总结
本发明公开了一种风电叶片大尺寸结构认证试验方法。本发明包括试验系统的对中方法，静力试验和疲劳试验系统的搭建和实施；对中方法在于搭建试验系统，包括龙门架和轴向载荷加载系统，龙门架由地基平台、立柱、下部三角架、上部三角架和横梁组成，轴向载荷加载系统由转接工装、伺服液压缸、力传感器、上、下液压楔形夹具和底座组成，两个光轴构成的对中目标件，上、下液压楔形夹具分别夹持一个光轴，下液压楔形夹具固定于底座上，调试底座至两光轴间无错位后固定底座；静力、疲劳试验系统的搭建和实施，在横梁下方安装球铰支座并连接伺服液压缸，上、下液压楔形夹具钳口夹持转接夹具，然后夹持待测风电叶片部件。

技术研发人员：刘双臣,王普浩,聂建立,倪天坛,秦良,高天宇,李新,刘鉴铖,张大勇,刘忠文,程林
受保护的技术使用者：天津航天瑞莱科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4