[发明专利]一种风力机叶片模态分析方法

摘要

本发明涉及一种风力机叶片模态分析方法，该方法特点在于，采用尺寸等比例缩小的叶片模型开展模态试验与模态计算，通过二者的相关性分析，修正叶片的材料性能，并将所修正的材料数据，应用到所要分析或评估的实际叶片上，对实际叶片进行计算，获得该叶片的模态参数。对所研发设计的风电叶片，通过该方法可以在叶片设计之初，比较准确地把握叶片的模态参数，便于在设计时开展结构优化。同时，针对一些已经生产制造出来或在运行中的大型全尺寸叶片，由于测试方法或测试条件等原因，可能无法利用试验获得比较全面准确的模态参数，采用该方法可以弥补这一不足。与现有的风力机叶片模态计算技术相比，由于采用了合理的修正，可有效提高计算的精确程度。

主权项

一种风力机叶片模态分析方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：SS1.依据所要测试评估的全尺寸风力机叶片结构特征，设计并制作一个结构尺寸等比例缩小的缩尺寸风力机叶片；SS2.对上述缩尺寸风力机叶片进行模态测试试验，获得缩尺寸风力机叶片的各项模态参数；SS3.对所述缩尺寸风力机叶片建立结构有限元数值模型，可依据给定的材料性能参数数据进行对所述缩尺寸风力机叶片进行模态计算，得到相应的各项模态参数；SS4.对比分析所述缩尺寸风力机叶片的模态试验与模态计算的结果，比较各对应模态参数的差异；SS5.通过所述缩尺寸风力机叶片的模态试验与模态计算的相关性分析，对所述结构有限元数值模型中叶片各部位材料性能参数进行优化修正，获得材料性能修正参数；SS6.建立全尺寸风力机叶片的结构有限元数值模型，以步骤5中经过优化分析获得的叶片各部位材料性能修正参数作为该全尺寸风力机叶片结构有限元数值模型的材料性能参数；SS7.对步骤6中的全尺寸风力机叶片的有限元模型进行模态计算获得相应的各项模态参数，以准确地反映风力机叶片的真实模态信息；其中，步骤5中，对缩尺寸风力机叶片的模态测试试验与模态计算结果进行相关性分析，对缩尺寸风力机叶片的结构有限元数值模型中的材料性能参数进行优化修正，获得材料性能修正参数，具体包括如下子步骤：A.根据各部位材料的不同，将风力机叶片的整体结构划分为若干个部分，将叶片各部分的材料性能作为分析变量；B.将所述缩尺寸风力机叶片的模态测试试验与模态计算中各项模态参数的差值作为目标变量；C.以子步骤A设定的分析变量和子步骤B设定的目标变量进行优化计算，在优化计算中，通过调整叶片各部分的材料性能参数，可以实现使目标变量值趋近于最小，以目标变量取最小值时对应的叶片各部分的材料性能参数的取值作为材料性能修正参数。