[发明专利]一种风电叶片竖向静力加载双向位移变形的精准测量方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于试验测试方法领域，特别是指一种用于风电叶片竖向静力加载试验中 对测点双向变形同时进行精准测量的方法和装置。

背景技术

近年来，随着风电技术的健康快速发展，对叶片结构试验的可靠性提出了更高要 求。风电叶片全尺寸静力加载试验作为验证其结构强度和稳定性是否满足要求的一种重要 方法，是获得行业认证的必备试验之一。但是风电叶片属于不规则结构件，在进行静力加载 试验时，叶片自身会发生不规则的空间扭转变形，双向（水平方向和竖直方向）的变形难以 准确测量。传统的测量方法均假设叶片没有发生扭转，即认为叶片变形前后被测点在同一 个平面内，这种测试方法存在着很大的测试误差，严重影响着测量结果的准确性。

发明内容

目前风电叶片进行全尺寸静力试验时，竖直方向变形量的常用测试方法如图1所示，试验之前位移测试装置与叶片测点之间的连线om与地面垂直，其中om为试验之前，测点o与地面的垂直距离，但当叶片变形后，位移测试装置与叶片测点的连线与地面并不垂直；另外由于叶片发生不规则扭转变形，测点与测点o也根本不在同一平面上，所以采用并不是叶片在竖直方向的精准变形量，使用该方法测量的竖直方向误差非常大；而对于叶片在水平方向的精准变形量还未见有相关参考方法。

本发明针对风电叶片竖向静力试验中如何进行双向位移变形精准测量存在的问 题，提出了一种崭新的精确测量方法及装置，能简单、有效地解决上述问题。

本发明通过下述技术方案来实现：

一种风电叶片竖向静力加载双向位移变形的精准测量方法及装置，测量方法如下：

（一）、将风电叶片通过若干高强度螺栓固定在筒型加载支座上；

（二）、在被测点o左下方和右下方地面上分别固定一个位移测试装置和，在被测点o上 采用球铰接结构连接一根双球头连接杆，连接杆的另一端也采用球铰接结构连接一块方型 连接板，连接板通过四个螺栓对称连接一个激光测距仪，如图2所示；激光测距仪的激光点 始终垂直打在地面上，记作点p，测出被测点o与激光点p的初始距离op，测出位移测试装置 和叶片被测点o的距离oa，测出位移测试装置（4）和叶片被测点o的距离ob，测出位移测量装 置之间的距离ab；

（三）、三个位移测量装置均通过信号线连接到现场的监控系统，如图4所示；

（四）、对叶片进行静力试验加载到设定载荷，所述叶片被测点o的位置移动到，激光点位置由p点移动到，o与不在同一平面上，o点和p点在平面ABCD上，和在平面上；

（五）、测出被测点与地面的垂直距离，得出测点o在竖向y方向的精确变形值：；

（六）、测出位移测试装置和叶片被测点的距离，位移测试装置和叶片被测点的距离，作⊥ab，垂点为n，pn的长度就是测点o在水平x方向的精准变形量。

测点o在水平x方向的精确变形量计算具体包括如下步骤：

步骤1：根据勾股定理计算三角形?bop的水平边长bp，计算公式如下：

的边长bp计算：

步骤2：根据海伦公式和勾股定理计算的水平边长bn，计算公式如下：

的边长计算：

的边长计算：

的周长d计算：

的面积s计算：

的高计算：

的边长bn计算：

步骤3：最终，测点o在水平x方向的精准变形计算：

作为可选方式，上述的一种风电叶片竖向静力加载双向位移变形的精准测量方法及装 置，其特征在于：两个位移测量装置分别位于叶片被测点的左下方和右下方，且两者的距离 不小于叶片变形后被测点在水平方向产生的位移；激光测距仪悬挂在叶片被测点o的下方， 叶片变形后被测点在竖直方向产生的变形小于位移测试装置与被测点o的初始距离。

作为可选方式，上述的一种风电叶片竖向静力加载双向位移变形的精准测量方法 及装置，在叶片变形过程中，由于重力作用，连接杆、连接板和激光测距仪始终在一条中轴 线上，并且始终与地面垂直。

作为可选方式，上述的一种风电叶片竖向静力加载双向位移变形的精准测量方法 及装置，在叶片变形过程中，连接杆与叶片夹具的中心线始终不垂直。

作为可选方式，上述的一种风电叶片竖向静力加载双向位移变形的精准测量方法 及装置，所述叶片被测点o与位移测试装置之间通过钢丝绳连接，所述激光测距仪与地面之 间非接触，激光点垂直打在地面上。