叶梦勇，张锦光，田晓放

(武汉理工大学 机电工程学院，湖北 武汉 430070)

目前风力发电机叶片多采用复合材料铺层设计，其结构复杂，单纯的经典理论难以计算叶片的强度和刚度。另一方面，叶片受力十分复杂，在实际运行中，叶片受到高速转动的离心力，同时还受到气流通过叶片时产生的脉动气流力。在这些外力的共同作用下，叶片极易发生疲劳破坏[1]。

为了确保风力发电机叶片的使用寿命，要求对风力发电机叶片进行疲劳检测。国内外学者对风力发电机叶片测试装置做出了大量的研究[2-6]，现行的风力发电机叶片疲劳测试装置多采用单自由度疲劳加载系统，给叶片一个方向的激振力，使叶片产生强迫振动，当激振力频率与叶片的固有频率相同时，叶片产生共振达到疲劳试验需求。叶片单自由度激振装置就是对叶片进行挥舞方向疲劳激振后再对摆振方向进行激振。在实际生产中，这种装置的实验周期长；同时单方向的激振并不能很好地实现多方向的弯矩加载以达到理论设计加载弯矩的要求。因此需要研究出一个能够实现叶片双自由度激振的加载装置以解决上述问题。该加载装置的设计简图如图1所示。该装置同时对叶片进行挥舞、摆振方向上的激振，用来模拟实际工况中的受载情况，同时还可以极大地缩短实验周期。

图1 风力发电机叶片双自由度加载装置系统简图

在风力发电机的加载模拟分析领域，赵娜等通过APDL参数语言对风力发电机进行有限元建模并利用ANSYS对叶片进行了稳定性分析，分析得到叶片在启动和正常工作时不会出现共振[7]。……