[发明专利]一种减小风电叶片挥舞方向疲劳测试空气阻力的辅助装置

说明书

本发明公开了一种减小风电叶片挥舞方向疲劳测试空气阻力的辅助装置，包括间隔穿设于风电叶片尖部减阻区域的多个椭圆形的框架，各框架中固定设有两根分布于长轴两侧的调节杆，其中一根调节杆上连接有弧形夹持部件，弧形夹持部件的弧度与风电叶片前缘的弧度相匹配，另外一根调节杆上连接有U形夹持固定部件，U形夹持固定部件与弧形夹持部件的开口相对，U形夹持固定部件内侧的弧度与风电叶片后缘的弧度相匹配；相邻两个框架之间通过由两根连接杆交叉构成的交叉杆件相连接，通过交叉杆件的开合能够调节相邻两个框架在叶片轴向方向上的间距。该辅助装置用于风电叶片挥舞方向疲劳测试，能够降低空气阻力，间接提高激振装置的效率。

技术领域

本发明涉及风电叶片全尺寸结构试验技术，尤其是涉及一种减小风电叶片挥舞方向疲劳测试空气阻力的辅助装置。

背景技术

随着当前风电技术的快速发展，叶片型号朝着多样化快速发展，而每一种新型号叶片的开发，均需要将该型号的一支叶片作为试验样片进行全尺寸结构试验，在全部试验通过后才可推向市场。叶片全尺寸结构试验包含叶片特性试验、静态试验、动态疲劳试验以及后静态试验。其中，叶片的动态疲劳试验包括测试叶片在挥舞弯矩和摆振弯矩下的疲劳性能，一般将叶片沿翼型截面厚度方向的弯曲运行称为挥舞运动，而沿弦长方向的弯曲运动称为摆振运动，叶片的动态疲劳试验的具体方法是将叶片叶根固支后通过激振装置使叶片分别进行沿挥舞和摆振两个方向进行一定数目一定振幅的循环往复运动。

由于叶片本身的形状及结构致使挥舞方向的动态疲劳试验相对于摆振方向的疲劳动态试验对设备的要求较高，这其中的一部分原因是叶片运动过程中遇到的空气阻力较大，激振装置对叶片的一部分功用在了对抗空气阻力上，致使激振装置作用不充分，造成了资源的浪费。

对于目前常规的全尺寸挥舞方向疲劳试验，对于叶片考察区域所施加载荷不能满足需求的情况，一种解决方式是直接换用较大功率激振装置，另一种则是安装流线型的泡沫以降低空气阻力提高效率。对于第一种方式，一方面会由于激振装置功率的增大直接导致激振装置重量增大进而导致叶片的振型发生变化，使疲劳试验不能按照理论的振型来进行；另一方面，使用大功率激振装置往往会造成资源的浪费，对于功率以千瓦为单位的激振装置来说这种现象尤为严重。对于第二种方式，一般采用临时制作贴合风电叶片翼型的泡沫或是木架，泡沫或木架制作简单快速，但局限性较大，通常一套泡沫只能适用1-2款叶片，同时它的寿命较短，无法长时间循环使用。并且由于这些材料的不可视，叶片在安装这些材料后会失去叶片这些区域的视野，导致损伤不可视。而且由于泡沫为不可降解材料，对于泡沫的后期处理也通常需要额外进行处理。

针对以上情况，设计开发一种能够方便安装在风电叶片上，满足减小试验阻尼作用并可循环使用的装置实为必要。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种减小风电叶片挥舞方向疲劳测试空气阻力的辅助装置，其用于风电叶片挥舞方向疲劳测试，能够降低空气阻力，间接提高激振装置的效率。

本发明为了解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种减小风电叶片挥舞方向疲劳测试空气阻力的辅助装置，包括用于间隔穿设于风电叶片尖部减阻区域的多个椭圆形的框架，各框架中固定设有两根分布于长轴两侧的调节杆，其中一根调节杆上连接有用于夹持风电叶片前缘的弧形夹持部件，弧形夹持部件的弧度与风电叶片前缘的弧度相匹配，另外一根调节杆上连接有用于夹持固定风电叶片后缘的U形夹持固定部件，U形夹持固定部件与弧形夹持部件的开口相对，U形夹持固定部件内侧的弧度与风电叶片后缘的弧度相匹配；相邻两个框架之间通过由两根连接杆交叉构成的交叉杆件相连接，通过交叉杆件的开合能够调节相邻两个框架在风电叶片轴向方向上的间距。

进一步地，所述调节杆两端部均设有腰形孔，两个腰形孔之间设有多个螺纹孔，弧形夹持部件和U形夹持固定部件均通过与螺纹孔适配的螺钉实现与调节杆的可拆卸连接。

进一步地，交叉杆件中两根连接杆的交叉点通过连接轴将两根连接杆的中间连接，连接杆的各端部能沿调节杆的腰形孔上下移动。