[发明专利]一种水平轴风力机叶片静力测试结果修正方法

权利要求书

1.一种水平轴风力机叶片在静力载荷作用下结构性能评估的方法，其特征在于，该方法由以下几部分组成：叶片在试验台架上的静力测试；台架静力测试过程的数值模拟；试验与计算的相关性分析；实际运行情况下离心载荷对叶片结构响应的影响分析；该影响对试验结果的修正。

具体步骤如下：

1）采用现有通用的水平轴风力机叶片静力试验方法，对固定在试验台架上的叶片进行挥舞、摆振方向的静力测试，获取不同方向下的叶片结构响应，包括叶片变形量与关键部位的应变值；

2）采用数值仿真方法，对步骤1）中的试验过程进行数值模拟，分别对叶片挥舞、摆振方向进行结构静力分析，计算得到叶片在不同方向下的叶片变形量与关键部位的应变值；

3）对步骤1）的测试结果和步骤2）的数值计算结果进行对比，对试验与计算中叶片的尺寸结构、和/或材料性能参数进行分析，确定影响数值计算准确度的因素，调整与完善数值计算中的相关尺寸结构、和/或材料性能参数；

4）利用步骤3）中经过完善的尺寸结构、和/或材料性能参数重新进行步骤2）中的数值计算过程，以获得良好的数值仿真结果（数值仿真结果和测试结果一致或接近一致）；

5）根据叶片实际运行转速范围计算叶片的离心惯性载荷，并将离心惯性载荷施加于上述的叶片数值模型上，并采用非线性结构分析方法，计算出离心惯性载荷对叶片结构刚度的影响以及刚度的变化情况，利用变化后的结构刚度，重新计算叶片在挥舞与摆振方向下的结构响应，包括叶片变形量与关键部位的应变值；

6）分析比较步骤4）、5）中的结构响应计算结果，获得二者之间的数值比例关系；

7）将步骤6）中所得到的数值比例关系，引入到步骤1)中，对步骤1）中获得的叶片各方向变形量与关键部位的应变值进行修正，即将步骤1）中获得的叶片各方向的变形量与关键部位的应变值乘以步骤6）中所得到的数值比例关系，以相乘得到的数据作为修正后的结构响应结果。

8）依据7）中获得结构响应结果，可以评估叶片运行状态下，在相应的静力载荷和离心惯性载荷作用下，所发生的变形情况和应变分布情况。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用该方法进行叶片极限载荷或其它静力载荷下结构响应的评估，其前提在于对固定在试验台架上的叶片进行挥舞、摆振等方向的静力测试，获取各自方向下的叶片变形量与关键部位应变值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了反应叶片在实际运行情况下离心惯性载荷载荷对结构响应的影响，在数值仿真分析中，采用了非线性分析方法。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5）中，分别根据叶片实际运行转速的上限和下限计算叶片的离心惯性载荷，并分别将叶片实际运行转速的上限和下限情况下的离心惯性载荷分别施加于上述的叶片数值模型上，分别计算出上限和下限转速下离心惯性载荷对叶片结构刚度的影响以及刚度的变化情况，利用变化后的结构刚度，分别重新计算叶片在上限和下限转速下挥舞与摆振方向下的结构响应。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤6）中，将步骤5）中得到的上限和下限转速下挥舞与摆振方向下的结构响应，即位移与应变的计算结果，分别与4）中计算结果相除，获得二者之间数值比例关系的上下限。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤7）中，将步骤6）中得到的数值比例关系上下限数值，引入到步骤1)中，对步骤1）中获得的叶片各方向的位移与应变值进行修正，模拟得到叶片在实际转速范围之间运行情况下结构响应的数值范围。