風(fēng)電葉片兩點(diǎn)疲勞加載試驗(yàn)系統(tǒng)振動(dòng)耦合機(jī)理研究.pdf

1、為了在設(shè)計(jì)階段確定葉片的疲勞薄弱部位及疲勞性能，需要對(duì)風(fēng)電葉片進(jìn)行疲勞測(cè)試。目前國(guó)內(nèi)采取的主要測(cè)試方法為單點(diǎn)疲勞加載，但單點(diǎn)疲勞加載測(cè)試方法存在疲勞壽命檢測(cè)結(jié)果失真、驅(qū)動(dòng)力不足等缺點(diǎn)。針對(duì)單點(diǎn)疲勞加載的不足之處，本文提出風(fēng)電葉片兩點(diǎn)疲勞加載測(cè)試新方法，設(shè)計(jì)了一套風(fēng)電葉片兩點(diǎn)疲勞加載測(cè)試系統(tǒng)。主要研究?jī)?nèi)容有：
　　首先建立風(fēng)電葉片兩點(diǎn)疲勞加載振動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)電耦合數(shù)學(xué)模型：在分析異步電動(dòng)機(jī)繞組關(guān)系的基礎(chǔ)上，利用坐標(biāo)變換簡(jiǎn)化三相異步電動(dòng)機(jī)

2、的數(shù)學(xué)模型，建立異步電動(dòng)機(jī)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(diǎn)疲勞加載振動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)的微分方程；聯(lián)立上述三相異步電動(dòng)機(jī)狀態(tài)方程和振動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)微分方程，得到風(fēng)電葉片兩點(diǎn)疲勞加載振動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)電耦合數(shù)學(xué)模型，并得出影響振動(dòng)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、葉片各個(gè)方向的剛度和阻尼、電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性等。
　　其次依據(jù)振動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)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(dòng)態(tài)仿真模型。在不同初始相位差、不同電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、不同安裝位置等條件的影響下，對(duì)振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)耦合過程進(jìn)行數(shù)值仿真，得到各影響因素對(duì)振動(dòng)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(diǎn)疲勞加載測(cè)試裝備，以某型號(hào)小葉片為對(duì)象，利用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)對(duì)各個(gè)影響因素的影響效果進(jìn)行驗(yàn)證。通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值仿真結(jié)果基本一致，驗(yàn)證了仿真模型的準(zhǔn)確性，并進(jìn)一步驗(yàn)證了本文所建立的風(fēng)電葉