風(fēng)電葉片兩點疲勞加載試驗系統(tǒng)振動耦合機理研究.pdf

1、為了在設(shè)計階段確定葉片的疲勞薄弱部位及疲勞性能，需要對風(fēng)電葉片進行疲勞測試。目前國內(nèi)采取的主要測試方法為單點疲勞加載，但單點疲勞加載測試方法存在疲勞壽命檢測結(jié)果失真、驅(qū)動力不足等缺點。針對單點疲勞加載的不足之處，本文提出風(fēng)電葉片兩點疲勞加載測試新方法，設(shè)計了一套風(fēng)電葉片兩點疲勞加載測試系統(tǒng)。主要研究內(nèi)容有：
　　首先建立風(fēng)電葉片兩點疲勞加載振動系統(tǒng)的機電耦合數(shù)學(xué)模型：在分析異步電動機繞組關(guān)系的基礎(chǔ)上，利用坐標(biāo)變換簡化三相異步電動機

2、的數(shù)學(xué)模型，建立異步電動機在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的狀態(tài)方程；利用拉格朗日方程法建立風(fēng)電葉片兩點疲勞加載振動機械系統(tǒng)的微分方程；聯(lián)立上述三相異步電動機狀態(tài)方程和振動機械系統(tǒng)微分方程，得到風(fēng)電葉片兩點疲勞加載振動系統(tǒng)的機電耦合數(shù)學(xué)模型，并得出影響振動系統(tǒng)耦合特性的因素主要為初始相位差、兩套疲勞加載系統(tǒng)的安裝位置、偏心質(zhì)量塊的偏心矩、電動機轉(zhuǎn)速、葉片各個方向的剛度和阻尼、電動機的機械特性等。
　　其次依據(jù)振動系統(tǒng)的機電耦合數(shù)學(xué)模型，建立其在

3、MATLAB/Simulink仿真軟件環(huán)境下的動態(tài)仿真模型。在不同初始相位差、不同電動機轉(zhuǎn)速、不同安裝位置等條件的影響下，對振動系統(tǒng)的振動耦合過程進行數(shù)值仿真，得到各影響因素對振動系統(tǒng)耦合過程的影響效果和規(guī)律。
　　最后搭建了一套風(fēng)電葉片兩點疲勞加載測試裝備，以某型號小葉片為對象，利用現(xiàn)場試驗對各個影響因素的影響效果進行驗證。通過試驗發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場試驗結(jié)果與數(shù)值仿真結(jié)果基本一致，驗證了仿真模型的準(zhǔn)確性，并進一步驗證了本文所建立的風(fēng)電葉