风电叶片疲劳试验两点激振耦合特性分析*
2021-07-30孔令科袁光明李金亮张磊安
机械工程与自动化 2021年4期
孔令科,袁光明,李金亮,张磊安
(1.山东理工大学 机械工程学院,山东 淄博 255049;2.淄博职业学院 机电工程学院,山东 淄博 255049)
0 引言
风电叶片的设计使用寿命长达20年,叶片多使用玻璃纤维等复合材料制造,而复合材料不同于金属材料,在叶片制造过程中易受外界环境影响,理论设计的疲劳性能与实际的疲劳性能会存在一定的差异,因此,疲劳试验是检验叶片寿命和性能最有效的方法[1,2]。
目前,国内叶片疲劳试验普遍使用单点激振多点配重的方法,此方法存在只能确保部分叶片截面的试验载荷与设计载荷相近的问题,且伴随着叶片长度的增加该问题会更加突出[3]。考虑到行业内对风电叶片两点激振疲劳试验方法的需求日益迫切,而基于叶片连接的两激振器振动是一个非线性强耦合的过程,使两激振器的相位具有趋于零值或某个值附近的现象[4,5]。因此,本文搭建了风电叶片两点激振试验平台和控制系统,研究耦合效应影响下激振器的相位变化规律和叶片振动特性。
1 试验系统
风电叶片两点激振疲劳试验系统如图1所示,叶片通过高强度螺栓固定在基座上,在叶片相应位置上安装有两台激振器,每台激振器激振频率通过对应的变频器调节,当激振频率接近叶片固有频率时,叶片在激振器安装方向振动,通过激光测距仪测量叶片振幅的变化。

图1 风电叶片两点激振疲劳试验系统
激振器的结构如图2所示,它主要由电机、减速器、摆臂、夹具和偏心质量块组成。……
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