风电叶片疲劳试验载荷确定方法研究

  叶片作为风力机的重要组成部件．在风场的实际运行中承受着一直在变化的风载荷作用．恶劣的气候环境和叶片长年累月的不断运行．使得风电叶片的疲劳寿命备受人们关注。为检验风电叶片的疲劳常规使用的寿命是否能达到设计的基本要求，国外学者和专家已做过大量的工作。相比之下．国内在这方面的研究和试验相对较少。

  通常风电叶片的认证试验分为静力试验认证和疲劳试验认证两方面．静力试验认证主要检验叶片的质量、固有频率、极限载荷下的强度极限和稳定能力是不是满足设计的基本要求．而疲劳试验则检验叶片的结构、铺层和粘接设计是不是合理．是否能达到预设计的叶片使用年数的限制．同时也可发现在叶片生产制作的完整过程中的一些制造缺陷．

  根据国外已进行的试验和经验．风电叶片的疲劳试验大致上可以分为双轴和单轴疲劳加载试验．双轴加载疲劳试验可一起进行挥舞和摆振两个方向的试验．单轴加载试验则每次只进行挥舞或摆振方向的试验．可见前者比后者对叶片的检验更节省时间和节省相应的试验费用．但试验设备要求更高、试验难度更大。结合国内自身条件以及中国船级社叶片疲劳试验规范的要求．此次叶片的疲劳试验只进行挥舞方向的疲劳试验。本文就DF64A风电叶片进行的单点单轴恒幅值加载方式下的疲劳试验进行疲劳试验载荷设计方法研究．

  叶片在实际运行中疲劳载荷谱很复杂．图1(以My为例)仅是一个截面的疲劳载荷谱。每个截面疲劳载衙谱不同，同时同一个截面振幅都在一直在变化且振动次数非常多(20年的寿命内)．无法模拟．因此一定要采用简化加速方法在较短的时间内等效模拟叶片的实际运作情况．检验试验叶片能否安全运作。即对叶片仅施加疲劳载荷Mv，所加载荷的等效损伤与叶片运行寿命内的等效损伤相同．检验叶片在试验中是否破坏。

  凼为疲劳试验仅能在局部加载．仅能关注一个截面．根据疲劳强度分析．选取疲劳安全裕度最小的截面作为疲劳试验验证截面．

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