iec6140023 葉片測試

1、 IEC 61400-23 葉片測試 3.定義1.一般定義風(fēng)力發(fā)電機組和風(fēng)力電力,見IEV 第5章415:風(fēng)力發(fā)電機組.下面列出所定義內(nèi)容的文件.3.1 執(zhí)行機構(gòu)3.2 葉片3.3 葉根3.4波狀變形3.42 風(fēng)力發(fā)電機組 4.1符號: FX 揮舞剪切應(yīng)力 (風(fēng)輪坐標(biāo)系統(tǒng)) FY 前后緣應(yīng)力 (風(fēng)輪坐標(biāo)系統(tǒng)) FZ 順翼展方向(可抗拉)的應(yīng)力(風(fēng)輪坐標(biāo)系統(tǒng)) MX 前后緣應(yīng)力 (風(fēng)輪坐標(biāo)系統(tǒng))希臘符號 部分因數(shù) 應(yīng)力或應(yīng)變4.3縮寫SSF 靜態(tài)強度因數(shù)RSSF 與SSF相關(guān)MSS 最小靜態(tài)RMSS 與MSS相關(guān)FSF 疲勞強度因數(shù)RFSF 與FSF相關(guān)MFS 最小疲勞強度RMFS 與MSF相關(guān)

2、5. 一般原則 5.1測試目的風(fēng)力發(fā)電機葉片的基本測試目的是驗證某種葉片類型的合理性.當(dāng)根據(jù)某一套說明書來生產(chǎn),并與特殊極限狀態(tài)相關(guān)制定有可行的計劃,或者更加精確,去更改沒法達到的極限狀態(tài),并且在葉片要通過強度和壽命的設(shè)計.必須檢證葉片在期望設(shè)計中能承受極限載荷和疲勞載荷.5.2 極限狀態(tài) 為了建立和計算測試負荷,有一些有關(guān)設(shè)計的信息是必須知道的!通常葉片的設(shè)計要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)定,例如IEC61400-1 使用ISO2394 定義極限狀態(tài)和部分參數(shù)運用獲取相應(yīng)的設(shè)計值.簡單的表述: 極限狀態(tài)是結(jié)構(gòu)支撐的最大負荷,并滿足設(shè)計的要求.部分參數(shù)反應(yīng)了不確定因數(shù)并被選取,最少在原則上為了在結(jié)構(gòu)能達到極限

3、狀態(tài)的可能性.由此如果極限狀態(tài)沒有達到,一個葉片的應(yīng)該能通過測試, 當(dāng)葉片在測試載荷的期望,就代表設(shè)計負荷. 典型的測試載荷能比設(shè)計負荷更高,主要考慮到其它因數(shù).例如,環(huán)境的影響,測試不穩(wěn)定,產(chǎn)品的改動(第9部分). 對于極限狀態(tài)測定實際的邊緣, 可能合適,因為邊緣能提供實際安全測量承受葉片測試然而, 那些的數(shù)值是不一定是很簡單的, 有各種可能的方法被運用.5.3 實驗壓縮 測試的實驗完成是受到很多制約了技術(shù)和經(jīng)濟性的影響的.一些很重要項目列舉如下:葉片的分布負荷只能模擬相近.可用于葉片測試的時間通常一年或更少一個或少量的葉片可能用于測試有些特定的故障是難于發(fā)覺的 測試將折中因為那些約束以最終

4、測試結(jié)果用于計算和定義極限狀態(tài)來處理. 當(dāng)?shù)浇Y(jié)果表明時, 用于測試那些葉片通常是一個葉片從一系列產(chǎn)品中選取.,受到變化修正.其到鏡像修正能折中測試的正確性.5.4 測試的結(jié)果 設(shè)計負荷從基本的測試載荷得來,并計算嚴(yán)格的測試載荷.如果沒有對葉片損壞的發(fā)生在測試和葉片結(jié)構(gòu),已計算精確的測試, 那就表明葉片的設(shè)計能滿足要求.然而應(yīng)該注意有哪些要求做測試, 哪些不用做測試!.5.4.1測試項目 根據(jù)設(shè)計計算,葉片必須能符合設(shè)計載荷要求.在設(shè)計計算中,大量的假設(shè)包括在下面:應(yīng)力或疲勞計算精確或保守地估算.與所有相關(guān)材料和細節(jié)的強度和疲勞阻抗等級估算精確和適當(dāng).強度和疲勞公式用于計算強度是精確和適當(dāng)產(chǎn)品源

5、于設(shè)計.5.4.2 非測試項目 在全范圍測試中下面一些是不用測試的(和核對)-有效設(shè)計載荷-由于不是現(xiàn)場環(huán)境條件或不同測試的影響.-結(jié)果的分散-在生產(chǎn)或設(shè)計可能更改情況6 葉片數(shù)據(jù) 6.1 概要 通常葉片由圖紙，規(guī)范和部分清單來描述的！葉片的處理，吊裝，和儲存的說明書也是必要可行的！這些是源于對設(shè)計和生產(chǎn)測試葉片的記錄數(shù)據(jù)（例如：圖紙，與層壓結(jié)構(gòu)的項目相關(guān)的，標(biāo)示在檢查報告中）.葉片本身有唯一的標(biāo)記。尤其是如果在測試葉片和一列系產(chǎn)品存在時，要很清晰地記錄。通常有大量的數(shù)據(jù)要求詳細說明葉片，這些數(shù)據(jù)由各個的部分使用。例如：測試實驗室必須有基本的尺寸去決定這個葉片是否適合為更多詳細材料信息要求做計

6、算和測試的測試平臺。 62 外部尺寸和界面 葉片的尺寸可以在圖紙中精確的表示出來。給出至少下面一些數(shù)據(jù)（見例子圖1） 從葉根到葉尖的長度 螺栓分布和葉根界面尺寸 弦長和扭角分布 評估整體尺寸跡線和設(shè)備需要執(zhí)行測試,最大預(yù)期葉片偏差和載荷要提供出來！ 圖1. 葉片外部尺寸和葉根表面的圖紙63 葉片特征特別，下面是為測試和計算目的詳細說明：翼型幾何，最少5個均勻分布的位置橫斷面包括載荷應(yīng)用部分主要內(nèi)部部件的位置和參數(shù)材料的使用（見6.4）材料分布基本制造過程特征層壓的成分和夾層結(jié)構(gòu)鋼和金屬部件扣件粘接結(jié)合面葉片至少5個均勻分布的位置橫斷面參數(shù) -彈性區(qū)域-原則上彎曲剛度 -葉片主軸位置 -扭轉(zhuǎn)剛度

7、剪切中心全部質(zhì)量和質(zhì)量分布重心位置固有頻率(揮舞和擺振的一階和二階固有頻率,扭轉(zhuǎn)的一階)主要參數(shù)的公差對于基本強度測試選擇截面相應(yīng)的強度要提供出來材料數(shù)據(jù) 在此范圍內(nèi)使用的材料的適合強度疲勞公式和彈性參數(shù)要提供出來.對于疲勞分析包括合適的曲線，循環(huán)計算程序，適合的破壞總數(shù)模式，R比率的影響.設(shè)計負荷和條件 6.5.1概要 測試載荷通常是降低空氣動力分布和葉片轉(zhuǎn)動慣量成描述特殊的載荷情況沿著跨度的離散力.對于負荷型測試（見8.2部分）,設(shè)計載荷要詳細說明，對于強度型測試（見8.部分）他們是不必要的. 標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用和局部安全因數(shù)包括在設(shè)計負荷中要提供出來！6.5.2 負荷情況 每個設(shè)計負荷情況都應(yīng)定

8、義成六個負荷部分（x,y,z,x,y,z）.環(huán)境條件額外負荷，假定關(guān)于設(shè)計操作條件和測試條件，會影響材料特征（如濕度，溫度）的應(yīng)詳細列出來！6.5.4 機構(gòu)針對負荷關(guān)鍵的部件如制動盤通常和葉片上的一般載荷特征有所不同，還需要額外的清單和詳細測試.6.6 沒有單個測試能加載在整個葉片達到最優(yōu)典型載荷應(yīng)該運用到關(guān)鍵區(qū)域下面關(guān)鍵區(qū)域要考慮到:葉片的內(nèi)側(cè)部分到跨度外的截面參數(shù)逐漸改變.那些要計算葉片的部位顯示相對于波狀變形，強度和疲勞壽命的最小保留因數(shù)空氣動力制動裝置，配合裝置的葉片的部位，顯然會受到裝置的影響設(shè)計和測試載荷條件概要 葉片的設(shè)計包括以下一些載荷部分: -揮舞彎矩 -擺振彎矩 -揮舞方向

9、的風(fēng)切變載荷 -擺振方向的風(fēng)切變載荷 -扭矩 -徑向載荷然而,實驗室測試需要被限制.在測試中,加載上述部分到葉片和建立同樣的條件在設(shè)計中是不實際.除其以外,疲勞測試通過增加測試載荷在設(shè)計載荷之上加速,在合理的測試周期內(nèi)暴露足夠疲勞破壞.在很多情況下有必要修改測試載荷考慮到假定在載荷和剛度數(shù)據(jù)庫的測度條件和環(huán)境不同.(例如實驗室的環(huán)境通常與操作/設(shè)計不同).合理的因數(shù)對于判斷和計算有關(guān)將在第9,第10章討論到.7.27.2 載荷介紹 在測試中, 載荷介紹通常集中在順翼展方向部分(見12.3), 由于載荷的集中和可能截面加固, 截面正常變形可以預(yù)防,同時改變?nèi)~片局部應(yīng)力. 載荷介紹點因此遠離區(qū)域要

10、詳細用于測試.(見6.6和10.2) 如圖4 理想和直實測試載荷力矩分布的不同.彎矩和切變 在測試設(shè)備, 載荷通常應(yīng)用到限制的截面上,那里理想的測試載荷是連續(xù)的!在翼展分布的力矩(見圖4)和剪變力的結(jié)果是不同的! 通過增加執(zhí)行機構(gòu)能加載的橫截面數(shù)量,就可以改善情況.但是,增加了執(zhí)行機構(gòu)的同時也增加了不適合測試的葉片區(qū)域. 然而, 在翼展分布的力矩(見圖4)和剪變力在測試必須盡可能適合設(shè)計載荷.通常,對于力矩分布這是很重要.7.4, 揮舞和擺振藕合 在靜態(tài)和疲勞測試中,當(dāng)揮舞和擺振藕合被應(yīng)用則更有代表性.通過只有揮舞彎矩或只有擺振彎矩,應(yīng)力和應(yīng)變或破壞比率可能在某些區(qū)域會比設(shè)計值低. 特別如果應(yīng)力和應(yīng)變是非線性載荷,那就不用考慮計算.當(dāng)揮舞和擺振載荷同時發(fā)