iec6140023 叶片测试

1、 IEC 61400-23 叶片测试 3.定义1.一般定义风力发电机组和风力电力,见IEV 第5章415:风力发电机组.下面列出所定义内容的文件.3.1 执行机构3.2 叶片3.3 叶根3.4波状变形3.42 风力发电机组 4.1符号: FX 挥舞剪切应力 (风轮坐标系统) FY 前后缘应力 (风轮坐标系统) FZ 顺翼展方向(可抗拉)的应力(风轮坐标系统) MX 前后缘应力 (风轮坐标系统)希腊符号 部分因数 应力或应变4.3缩写SSF 静态强度因数RSSF 与SSF相关MSS 最小静态RMSS 与MSS相关FSF 疲劳强度因数RFSF 与FSF相关MFS 最小疲劳强度RMFS 与MSF相关

2、5. 一般原则 5.1测试目的风力发电机叶片的基本测试目的是验证某种叶片类型的合理性.当根据某一套说明书来生产,并与特殊极限状态相关制定有可行的计划,或者更加精确,去更改没法达到的极限状态,并且在叶片要通过强度和寿命的设计.必须检证叶片在期望设计中能承受极限载荷和疲劳载荷.5.2 极限状态 为了建立和计算测试负荷,有一些有关设计的信息是必须知道的!通常叶片的设计要根据标准或规定,例如IEC61400-1 使用ISO2394 定义极限状态和部分参数运用获取相应的设计值.简单的表述: 极限状态是结构支撑的最大负荷,并满足设计的要求.部分参数反应了不确定因数并被选取,最少在原则上为了在结构能达到极限

3、状态的可能性.由此如果极限状态没有达到,一个叶片的应该能通过测试, 当叶片在测试载荷的期望,就代表设计负荷. 典型的测试载荷能比设计负荷更高,主要考虑到其它因数.例如,环境的影响,测试不稳定,产品的改动(第9部分). 对于极限状态测定实际的边缘, 可能合适,因为边缘能提供实际安全测量承受叶片测试然而, 那些的数值是不一定是很简单的, 有各种可能的方法被运用.5.3 实验压缩 测试的实验完成是受到很多制约了技术和经济性的影响的.一些很重要项目列举如下:叶片的分布负荷只能模拟相近.可用于叶片测试的时间通常一年或更少一个或少量的叶片可能用于测试有些特定的故障是难于发觉的 测试将折中因为那些约束以最终

4、测试结果用于计算和定义极限状态来处理. 当到结果表明时, 用于测试那些叶片通常是一个叶片从一系列产品中选取.,受到变化修正.其到镜像修正能折中测试的正确性.5.4 测试的结果 设计负荷从基本的测试载荷得来,并计算严格的测试载荷.如果没有对叶片损坏的发生在测试和叶片结构,已计算精确的测试, 那就表明叶片的设计能满足要求.然而应该注意有哪些要求做测试, 哪些不用做测试!.5.4.1测试项目 根据设计计算,叶片必须能符合设计载荷要求.在设计计算中,大量的假设包括在下面:应力或疲劳计算精确或保守地估算.与所有相关材料和细节的强度和疲劳阻抗等级估算精确和适当.强度和疲劳公式用于计算强度是精确和适当产品源

5、于设计.5.4.2 非测试项目 在全范围测试中下面一些是不用测试的(和核对)-有效设计载荷-由于不是现场环境条件或不同测试的影响.-结果的分散-在生产或设计可能更改情况6 叶片数据 6.1 概要 通常叶片由图纸，规范和部分清单来描述的！叶片的处理，吊装，和储存的说明书也是必要可行的！这些是源于对设计和生产测试叶片的记录数据（例如：图纸，与层压结构的项目相关的，标示在检查报告中）.叶片本身有唯一的标记。尤其是如果在测试叶片和一列系产品存在时，要很清晰地记录。通常有大量的数据要求详细说明叶片，这些数据由各个的部分使用。例如：测试实验室必须有基本的尺寸去决定这个叶片是否适合为更多详细材料信息要求做计

6、算和测试的测试平台。 62 外部尺寸和界面 叶片的尺寸可以在图纸中精确的表示出来。给出至少下面一些数据（见例子图1） 从叶根到叶尖的长度 螺栓分布和叶根界面尺寸 弦长和扭角分布 评估整体尺寸迹线和设备需要执行测试,最大预期叶片偏差和载荷要提供出来！ 图1. 叶片外部尺寸和叶根表面的图纸63 叶片特征特别，下面是为测试和计算目的详细说明：翼型几何，最少5个均匀分布的位置横断面包括载荷应用部分主要内部部件的位置和参数材料的使用（见6.4）材料分布基本制造过程特征层压的成分和夹层结构钢和金属部件扣件粘接结合面叶片至少5个均匀分布的位置横断面参数 -弹性区域-原则上弯曲刚度 -叶片主轴位置 -扭转刚度

7、剪切中心全部质量和质量分布重心位置固有频率(挥舞和摆振的一阶和二阶固有频率,扭转的一阶)主要参数的公差对于基本强度测试选择截面相应的强度要提供出来材料数据 在此范围内使用的材料的适合强度疲劳公式和弹性参数要提供出来.对于疲劳分析包括合适的曲线，循环计算程序，适合的破坏总数模式，R比率的影响.设计负荷和条件 6.5.1概要 测试载荷通常是降低空气动力分布和叶片转动惯量成描述特殊的载荷情况沿着跨度的离散力.对于负荷型测试（见8.2部分）,设计载荷要详细说明，对于强度型测试（见8.部分）他们是不必要的. 标准的应用和局部安全因数包括在设计负荷中要提供出来！6.5.2 负荷情况 每个设计负荷情况都应定

8、义成六个负荷部分（x,y,z,x,y,z）.环境条件额外负荷，假定关于设计操作条件和测试条件，会影响材料特征（如湿度，温度）的应详细列出来！6.5.4 机构针对负荷关键的部件如制动盘通常和叶片上的一般载荷特征有所不同，还需要额外的清单和详细测试.6.6 没有单个测试能加载在整个叶片达到最优典型载荷应该运用到关键区域下面关键区域要考虑到:叶片的内侧部分到跨度外的截面参数逐渐改变.那些要计算叶片的部位显示相对于波状变形，强度和疲劳寿命的最小保留因数空气动力制动装置，配合装置的叶片的部位，显然会受到装置的影响设计和测试载荷条件概要 叶片的设计包括以下一些载荷部分: -挥舞弯矩 -摆振弯矩 -挥舞方向

9、的风切变载荷 -摆振方向的风切变载荷 -扭矩 -径向载荷然而,实验室测试需要被限制.在测试中,加载上述部分到叶片和建立同样的条件在设计中是不实际.除其以外,疲劳测试通过增加测试载荷在设计载荷之上加速,在合理的测试周期内暴露足够疲劳破坏.在很多情况下有必要修改测试载荷考虑到假定在载荷和刚度数据库的测度条件和环境不同.(例如实验室的环境通常与操作/设计不同).合理的因数对于判断和计算有关将在第9,第10章讨论到.7.27.2 载荷介绍 在测试中, 载荷介绍通常集中在顺翼展方向部分(见12.3), 由于载荷的集中和可能截面加固, 截面正常变形可以预防,同时改变叶片局部应力. 载荷介绍点因此远离区域要

10、详细用于测试.(见6.6和10.2) 如图4 理想和直实测试载荷力矩分布的不同.弯矩和切变 在测试设备, 载荷通常应用到限制的截面上,那里理想的测试载荷是连续的!在翼展分布的力矩(见图4)和剪变力的结果是不同的! 通过增加执行机构能加载的横截面数量,就可以改善情况.但是,增加了执行机构的同时也增加了不适合测试的叶片区域. 然而, 在翼展分布的力矩(见图4)和剪变力在测试必须尽可能适合设计载荷.通常,对于力矩分布这是很重要.7.4, 挥舞和摆振藕合 在静态和疲劳测试中,当挥舞和摆振藕合被应用则更有代表性.通过只有挥舞弯矩或只有摆振弯矩,应力和应变或破坏比率可能在某些区域会比设计值低. 特别如果应力和应变是非线性载荷,那就不用考虑计算.当挥舞和摆振载荷同时发