风电叶片疲劳加载系统的运动分析及优化
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ｓ ｔ ｍ ｏｒ ｗ ｉ ｕｒ ｎｅ ｂ ａｄ ｓ ｙｓ ｅ ｆ ｎｄ ｔ ｂｉ ｌ ｅ
Ｌ ｕ －ｅ ．ＷＡ ｉ —ｈ ｎ． Ｈ Ｇ Ｌ ｉ Ｅ Ｙ ｎｆｉ ＮＧ Ｌ ｎ ｃ ｕ Ｚ ＡＮ ｅ一
（ ｏｌｇ ｆ ｃ ａ ｉ ｌ ｎ ｉｅ ｒ ｇ ｏ ｇｉ ｉｅ ｓ ｙ Ｓ ａ ｇ ａ ２ １ ０ Ｃ ｉａ Ｃ ｌ ｅｏ ｈ ｎｃ ｇｎ ｅ ｉ ，Ｔ ｎ ｊ Ｕｎｖ ｒｉ ， ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ８ ４， ｈｎ ） ｅ Ｍｅ ａＥ ｎ ｔ
第 ８卷第 ４期
２１ ０ ０年 １ ２月
中
国
工
程
机
械
学
报
Ｖｏ ． ． １ ８ Ｎｏ ４ Ｄｅ ．２０ ０ ｃ １
Ｃ ＮＥ Ｅ Ｊ ＵＲＮＡＬ Ｏ ＯＮＳ ＵＣ ＯＮ ＡＣＨＩ ＲＹ ＨＩ Ｓ Ｏ ＦＣ ＴＲ ＴＩ Ｍ ＮＥ
风 电 叶 片 疲 劳 加 载 系 统 的 运 动 分 析 及 优 化
ｒ、 １
式 中 ： 为偏 心距 ； 为 偏心 轮角 速度 ； 为偏 心 轮初 相位 ． Ｌ
铰 点 Ｎ 的位 置 方程 为
／２ Ｌｃ （１ １＋ ２ ｓ ｌ ∞ １ １ ｓ ＋ ） Ｌｃ （ 一 ２ ０ ０ ＋
Ｉ ２＝ Ｌｌｉ （ ｌ １ ｓ ｎ ｔ＋ ）＋ Ｌ２ｉ（ １ ｓｎ 叫 （ １ ｔ一 － ｔ＋ ） ０ ２
关 键 词 ： 电叶 片 ； 劳 寿 命 ； 轴 共 振 ； 化 风 疲 两 优 中图 分 类 号 ： Ｈ １３ ２＋２ Ｔ １ ． 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ：１７ —５ ８ （０ ０ ０ —０ ８ ６ ２ ５ １２ １ ）４ ４０—０ ５
Ｋｉ ｍ ａ ｉ ａ ｎａｌ ｉ ｎｄ ｏ ｉ ｉ ａ ｉ ｎ ｆ ｔ ｇ ｏ ｎｅ ｔｃ ｌａ ｙｓ ｓ ａ ｐｔｍ ｚ ｔｏｎ ｏ ａ ｉ ｕｅ ｌ ａｄｉ ｎｇ
＝ Ｙ＝ ＿／ 二二 二二 二 二二二 ｓ ３ 一 ） 、二二 二二二二二二二＝ｉ ０ ｔ ２ ＝— 二 ＝ 兰二二 二二 １ ） Ｊ ＝ ＝ ｎ （
式 （ ） ， 一 Ｂｓ ｔ ５ 中 ｅ 刖（ ｉ ｑ ＋Ｄｃｓｑ ） 激 励力 引起 的 瞬态 振 动 ， ｎ ｏ ｔ 为 由于 阻 尼 的影 响 ， 态 振 动会 很 快 衰 瞬 减， 其结果 忽略不计 ， 因此式 （ ） ５ 可简化 为
Байду номын сангаас
上 ， 图 ２所示 ． 弦 向加载 装 置 由电机 、 速箱 、 心 轮和 连 杆 机构 组 成 ， 置 在 和地 面 相 连 的 固定 机 架 如 翼 减 偏 放
上 ． 面 向加载装 置 施 加接 近于 叶 片 固有 频 率 （ 左 右 ）。的惯性 作 用 力 ， 弦 向加 载装 置 通 过 偏 心 轮 翼 １Ｈｚ 翼 带 动连 杆机 构对 叶 片产 生翼 弦 向作用 力 ． 方 向的动 力耦 合 ， 叶片所 受 作用 力更 接 近于实 际工 况 ． ２轴 使
其 解 为
＝ ｅ 如 （ ｉ ｔ＋ Ｄ ｃ ｓｑ ）＋ Ｙ ｉ （ ３ｔ一 ２ － Ｂｓｎ ｑ ｏ ｔ ｓｎ ） （） ５
中
国
工
程
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学
报
第 ８卷
式：＝ 十ｃ ｎ Ｙｏ 中Ｂ鲁字 一￣ ＿ｓ ｃ ｑ ｇ ＿ ｏ ３ ｃ
ａｒ ａｎ ｃｔ
（ ｉ
） ：。ｙ ． ； ｙ ｓｚ Ｄ 一ｉ ｎ
图 １ 风 电叶 片 疲 劳 加 载 总 体 方 案
Ｆｉ ． Ｏｖ ｒ ｌ ｐ ｏ ｒ ｍ ｆ ｔ ｅ ｆ ｔｇ ｅ ｌ ａ ｎｇ ｇ１ ｅ ａ ｌ ｒ ｇ ａ ｏ ｈ ａ ｉ ｕ ｏ ｄｉ
图 ２ 风 电叶 片 疲 劳 加载 系 统 方 案
Ｆｉ ． Ｐｒ ｇ ａ ｏ ｈ ａ ｉ ｕ ｏ ｉ ｇ ｓ ｓ ｅ ｇ２ ｏ ｒ ｍ ｆ ｔ ｅ ｆ ｔｇ ｅ ｌ ａ ｎ ｙ ｔ ｍ ｄ ｏ ｎｄ ｔ ｒ ｉ ｅ ｂ ａ ｅ ｆ ｗｉ ｕ ｂ ｎ ｌ ｄ
年增 长率 超过 １０ 总装 机容 量累计 达到 ２ １ ０ ％． ６００ＭＷ， 为亚 洲第 一 ， 成 世界 第二 的风 电大 国＿． 片作 为 ＿ 叶 １ ｊ
风 力发 电机最基 础和最 关键 的部 件之一 ， 能否 经受暴 风 等极端 恶劣条 件和 长期 不停运 转 的疲 劳考 验 ， 要 需 通 过叶 片强度 和疲劳 寿命标 准检测 和试 验认证 ． 国在 叶 片试 验认 证方 面起 步 比较 晚 ， 备 比较 落后 ， 我 设 在 兆 瓦级风 电叶片 疲劳 寿命检测 方 面还处 于 空 白状 态 ． 者 通过 参 考 大 量 国外 文 献 ， 出 了 １种 ２轴加 载 笔 提 （ 面 向共 振加 载 ） 翼 方案 ． 该方 案可 降低试 验成本 ， 短试验 周期 ． 缩
图 ３ 风 电叶 片 疲 劳 加 载 系 统 原 理 图
上 下
Ｆｉ ． Ｓ ｈ ｍ ａ ｉ ｉ ｇ ａ ｏ ｈ ａ ｉ ｅ ｌ ａ ｎｇ ｇ３ ｃ ｅ ｔｃｄ ａ ｒ ｍ ｆ ｔ ｅ ｆ ｔｇ ｏ ｄｉ ｕ ｓ ｓ ｅ ｏ ｎ ｕ ｂ ｎｅ ｂ ａ ｅ ｙ ｔ ｍ ｆ ｗｉ ｄ ｔ ｒ ｉ ｌ ｄ
乐韵 斐 ， 临春 ， 王 张磊 安
（ 同济大学 机械工程学院 ， 上海 ２ １０ ） ０８ ４
摘要 ： 采用两轴加载 （ 面向共振） 翼 方式实现兆瓦级风电叶片疲劳寿命 检测 ， 并就关键部件——翼面 向加 载装置 和翼弦向加载装 置之 间的运 动耦合 问题进 行分 析 ． 翼 弦向加 载机 构 的设计 与分 析 ， 对 采用 协 调 曲线法 ， 用 利 ＭＡ Ｌ Ｂ优化工具 箱实 现机构多 目标 函数 的优 化 ， 到翼 弦向加载机构 优化 的偏 心距 、 ＴＡ 得 杆长及 位移 曲线 ， 得 并 到同频和异频条 件下 叶片 的运动轨迹 ． 为后续的动力学分析 、 液压系统及控制 系统设计 等提供必要 的理论分 析 基础 ， 同时， 也为该技术 的实际工程应用提供 理论依据 ．
（） ２
式 中 ： 为连 杆 １的长度 ； 为连 杆机 构 相对 于 Ｏ 转 动角 速度 ． Ｌ ∞ Ｅ
２ ２ 翼面 向加 载 系统 运动 分析 ．
叶片 在翼 面 向位置 方程 为 ｍ （ ）＝ （ ＋＿ ） ｉ（ ）一ｃ （ ）一 ｋ （ ｔ 厂 ｓｎ ３ ２ ｙｔ ｙ ）
ｏ ｔ ｚｔ ｎｔｏ ｏ ｏ ｌ—ｂｅ ｔ ｅｆｎ ｔ ｎ ｏ ｔ ｚｔ ｎ Ｉ ｈｓｗａ ，ｈ ｐｉ ｚｄ ｅｃｎ ｒ ｉ ，ａ ｐｉ ａｉ ｏ ｌ ｘｆｒ ｍｉ ｏ ｂ ｍｕｔｏ ｊｃｉ ｕ ｃｉ ｐｉ ａｉ ．ｎｔ ｉ ｉ ｖ ｏ ｍｉ ｏ ｙ ｔｅｏ ｔ ｅ ｃｅ ｔｉ ｔ ｂ ｒ ｍｉ ｃｙ
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２ 叶 片 疲 劳 加 载 系 统 运 动 分 析
风 电叶 片 疲 劳加 载 系统 原 理 如 图 ３所 示 ， 面 翼 向加 载 系 统阎 采 用 活塞 杆 与夹 具 固定 方式 ， 缸简 和 配重 块沿 着 导轨 作上 下 运 动 ， 生 近 似 正 弦 曲线 的 产 惯性 力 ， 动 叶片沿 翼 面 向运 动 ． 弦 向加 载 系统 通 带 翼 过偏 心轮 带动 连杆 机构 １ 照 逆 时针方 向作 周 期 运 按
Ｋｅ ｒ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ：ｗｉ ｄ ｔ ｒ ｉｅ ｂ ａ ｅ ａ ｉ ｕ ｉ ；ｄ ａ— ｘ ａ ｅ ｏ ａ ｃ ；ｏ ｔ ｉａ ｉ ｎ ｎ ｕ ｂ ｎ ｌ ｄ ；ｆ ｔｇ ｅ ｌ ｅ ｕ ｌ ｉ ｌ ｓ ｎ ｎ ｅ ｐ ｉ ｚ ｔ ｆ ａ ｒ ｍ ｏ
经过 ２ ０多 年 的发 展 ， 中国风 电产业取 得 了长足 的进 步 ．０ ９年新增 风 电装 机容 量 １ ０ ， ２０ ３８ ０ＭＷ 连续 ４
翼 面向加载 装置 由电机 、 泵站 、 压 系统 、 动器 Ａ和 Ｂ夹具 等 组成 ， 动器 安 装在 叶 片 的 固定 夹 具 液 作 作
作者简介 ： 乐韵斐 （９ ４一） 女， １６ ， 副教授 ， 工学博士． ． ｉ ｌｆ１ ６ ．ｏ Ｅｍａｌ ｙ９ ＠１３ ｃｒ ： ｎ
第 ４期
乐韵斐 ， ： 电叶片疲 劳加 载系统的运动分析及优化 等 风
１ ２轴 加 载 （ 翼面 向共 振 加 载 ） 案 方
该 方案 由叶片根 部 固定 基座 、 面向加 载装置 、 弦 向加载装 置 、 具等 组成 ． 待 检测 叶片根部 固定 翼 翼 夹 将
在疲 劳加 载试验 基座上 ， 在距 离 叶片根 部约 ７ ％处施 加翼 面 向和弦 向作 用 力 ， 图 １ 示 ． ５ 如 所
动 ， 生近 似余 弦 曲线 的翼 弦 向作用 力 ， 动 叶片沿 产 带
翼 弦 向运 动 ．
２ １ 翼 弦 向加载 系统 运 动分 析 ． 铰 点 Ｍ 的位 置方 程 为
ｆ １ Ｌ ｃｓＯ ＋ １ ￣ｏ（ １ ） Ａｔ
【 Ｙ１ ＝ Ｌｌ ｉ （ １ １ ｎ ｓ ｔ＋ ）
尼 ； 为 刚度 ． 令 ｐ ：ｍ 。
， ＝
（） ３
式 中 ： 为系统 质 量 ； １ 仇 ＿ 为作 动器 Ａ的惯 性 力 ； 为 作 动 器 Ｂ的 惯 性 力 ； 。为 作 动 器 激 振 频 率 ； 厂 ∞ ｅ为 阻
妄 ， ， （ 为 ： 则 ３ 式） 变
＋２ ＋Ｐ Ｙ ＝ Ｙ ｓ ｎ ｍ３ ｔ ｏ Ｐ。 ｉ （ ） （ ４）
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｂｙ ａ ｐ ｙ ｎ ｕ ｌ ｘ ａ ｏ ｄ ｎ ， ． ． ｌｐ ｗｉ ｅ ｏ ａ ｃ ， ｏ ｄ ｔ ｃ ｈ ａ ｉ ｕ ｉ ｆＭ Ｗ — ｖ ｌ ｐ ｌ ｉ ｇ ｄ ａ— ｉ ｌ ａ ｉ ｇ ｉ ｅ ｆ — ｓ ｒ ｓ ｎ ｎ ｅ ｔ ｅ ｅ ｔｔ ｅ ｆ ｔ ｅ ｌ ｅ ｏ ａ ｌ ａ ｅ ｇ ｆ ｌ ｅ ｅ ｗｉ ｄ ｔ ｒ ｉ ｅ ｂａ ｅ ，ｈ ｉ ｅ ｔ ａ ｏ ｐ ｉ ｇ ｂ ｔ ｅ ｌｐ ｗｉｅ ａ ｄ ｌ ａ —ａ ｏ ｄ ｎ ｅ ｉｅ ｒ ｎ ｌ ｚ ｄ ｎ ｕ ｂ ｎ ｌｄ ｓ ｔ ｅ ｋ ｎ ｍａ ｉ ｌ ｕ ｌ ｅ ｗｅ ｎ ｆ — ｓ ｎ ｅ ｄ ｌｇ ｌ ａ ｉ ｇ ｄ ｖ ｃ ｓａ ｅ ａ ａ ｙ ｅ ． ｃ ｃ ｎ ａ Ｓ ｅ ｉ ｃ ｌ ｏ ｅ ｄ １ｇ ｌａ ｉ ｇ ｍｅ ｈ ｎ ｓ ， ｈ ｏ ｒ ｉ ａ ｅ ｕ ｖ ｔ ｏ ｓ ｄ ｖ ｌｐ ｄ ｕ ｉ ｇ Ｍ ＡＴＬ Ｂｒ ｐ ｃｆ ａ ｌ ｆ ｒｌ ａ ． ｏ ｄ ｎ ｃ ａ ｉ ｉ ｙ ａ ｍ ｔ ｅ ｃ ｏ ｄｎ ｔ ｄ ｃ ｒ ｅ ｍｅ ｈ ｄ ｉ ｅ ｅｏ ｅ ｓｎ Ａ ￣
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第 ８卷第 ４期
２１ ０ ０年 １ ２月
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Ｖｏ ． ． １ ８ Ｎｏ ４ Ｄｅ ．２０ ０ ｃ １
Ｃ ＮＥ Ｅ Ｊ ＵＲＮＡＬ Ｏ ＯＮＳ ＵＣ ＯＮ ＡＣＨＩ ＲＹ ＨＩ Ｓ Ｏ ＦＣ ＴＲ ＴＩ Ｍ ＮＥ
风 电 叶 片 疲 劳 加 载 系 统 的 运 动 分 析 及 优 化
ｒ、 １
式 中 ： 为偏 心距 ； 为 偏心 轮角 速度 ； 为偏 心 轮初 相位 ． Ｌ
铰 点 Ｎ 的位 置 方程 为
／２ Ｌｃ （１ １＋ ２ ｓ ｌ ∞ １ １ ｓ ＋ ） Ｌｃ （ 一 ２ ０ ０ ＋
Ｉ ２＝ Ｌｌｉ （ ｌ １ ｓ ｎ ｔ＋ ）＋ Ｌ２ｉ（ １ ｓｎ 叫 （ １ ｔ一 － ｔ＋ ） ０ ２
关 键 词 ： 电叶 片 ； 劳 寿 命 ； 轴 共 振 ； 化 风 疲 两 优 中图 分 类 号 ： Ｈ １３ ２＋２ Ｔ １ ． 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ：１７ —５ ８ （０ ０ ０ —０ ８ ６ ２ ５ １２ １ ）４ ４０—０ ５
Ｋｉ ｍ ａ ｉ ａ ｎａｌ ｉ ｎｄ ｏ ｉ ｉ ａ ｉ ｎ ｆ ｔ ｇ ｏ ｎｅ ｔｃ ｌａ ｙｓ ｓ ａ ｐｔｍ ｚ ｔｏｎ ｏ ａ ｉ ｕｅ ｌ ａｄｉ ｎｇ
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式 （ ） ， 一 Ｂｓ ｔ ５ 中 ｅ 刖（ ｉ ｑ ＋Ｄｃｓｑ ） 激 励力 引起 的 瞬态 振 动 ， ｎ ｏ ｔ 为 由于 阻 尼 的影 响 ， 态 振 动会 很 快 衰 瞬 减， 其结果 忽略不计 ， 因此式 （ ） ５ 可简化 为
Байду номын сангаас
上 ， 图 ２所示 ． 弦 向加载 装 置 由电机 、 速箱 、 心 轮和 连 杆 机构 组 成 ， 置 在 和地 面 相 连 的 固定 机 架 如 翼 减 偏 放
上 ． 面 向加载装 置 施 加接 近于 叶 片 固有 频 率 （ 左 右 ）。的惯性 作 用 力 ， 弦 向加 载装 置 通 过 偏 心 轮 翼 １Ｈｚ 翼 带 动连 杆机 构对 叶 片产 生翼 弦 向作用 力 ． 方 向的动 力耦 合 ， 叶片所 受 作用 力更 接 近于实 际工 况 ． ２轴 使
其 解 为
＝ ｅ 如 （ ｉ ｔ＋ Ｄ ｃ ｓｑ ）＋ Ｙ ｉ （ ３ｔ一 ２ － Ｂｓｎ ｑ ｏ ｔ ｓｎ ） （） ５
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第 ８卷
式：＝ 十ｃ ｎ Ｙｏ 中Ｂ鲁字 一￣ ＿ｓ ｃ ｑ ｇ ＿ ｏ ３ ｃ
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图 １ 风 电叶 片 疲 劳 加 载 总 体 方 案
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图 ２ 风 电叶 片 疲 劳 加载 系 统 方 案
Ｆｉ ． Ｐｒ ｇ ａ ｏ ｈ ａ ｉ ｕ ｏ ｉ ｇ ｓ ｓ ｅ ｇ２ ｏ ｒ ｍ ｆ ｔ ｅ ｆ ｔｇ ｅ ｌ ａ ｎ ｙ ｔ ｍ ｄ ｏ ｎｄ ｔ ｒ ｉ ｅ ｂ ａ ｅ ｆ ｗｉ ｕ ｂ ｎ ｌ ｄ
年增 长率 超过 １０ 总装 机容 量累计 达到 ２ １ ０ ％． ６００ＭＷ， 为亚 洲第 一 ， 成 世界 第二 的风 电大 国＿． 片作 为 ＿ 叶 １ ｊ
风 力发 电机最基 础和最 关键 的部 件之一 ， 能否 经受暴 风 等极端 恶劣条 件和 长期 不停运 转 的疲 劳考 验 ， 要 需 通 过叶 片强度 和疲劳 寿命标 准检测 和试 验认证 ． 国在 叶 片试 验认 证方 面起 步 比较 晚 ， 备 比较 落后 ， 我 设 在 兆 瓦级风 电叶片 疲劳 寿命检测 方 面还处 于 空 白状 态 ． 者 通过 参 考 大 量 国外 文 献 ， 出 了 １种 ２轴加 载 笔 提 （ 面 向共 振加 载 ） 翼 方案 ． 该方 案可 降低试 验成本 ， 短试验 周期 ． 缩
图 ３ 风 电叶 片 疲 劳 加 载 系 统 原 理 图
上 下
Ｆｉ ． Ｓ ｈ ｍ ａ ｉ ｉ ｇ ａ ｏ ｈ ａ ｉ ｅ ｌ ａ ｎｇ ｇ３ ｃ ｅ ｔｃｄ ａ ｒ ｍ ｆ ｔ ｅ ｆ ｔｇ ｏ ｄｉ ｕ ｓ ｓ ｅ ｏ ｎ ｕ ｂ ｎｅ ｂ ａ ｅ ｙ ｔ ｍ ｆ ｗｉ ｄ ｔ ｒ ｉ ｌ ｄ
乐韵 斐 ， 临春 ， 王 张磊 安
（ 同济大学 机械工程学院 ， 上海 ２ １０ ） ０８ ４
摘要 ： 采用两轴加载 （ 面向共振） 翼 方式实现兆瓦级风电叶片疲劳寿命 检测 ， 并就关键部件——翼面 向加 载装置 和翼弦向加载装 置之 间的运 动耦合 问题进 行分 析 ． 翼 弦向加 载机 构 的设计 与分 析 ， 对 采用 协 调 曲线法 ， 用 利 ＭＡ Ｌ Ｂ优化工具 箱实 现机构多 目标 函数 的优 化 ， 到翼 弦向加载机构 优化 的偏 心距 、 ＴＡ 得 杆长及 位移 曲线 ， 得 并 到同频和异频条 件下 叶片 的运动轨迹 ． 为后续的动力学分析 、 液压系统及控制 系统设计 等提供必要 的理论分 析 基础 ， 同时， 也为该技术 的实际工程应用提供 理论依据 ．
（） ２
式 中 ： 为连 杆 １的长度 ； 为连 杆机 构 相对 于 Ｏ 转 动角 速度 ． Ｌ ∞ Ｅ
２ ２ 翼面 向加 载 系统 运动 分析 ．
叶片 在翼 面 向位置 方程 为 ｍ （ ）＝ （ ＋＿ ） ｉ（ ）一ｃ （ ）一 ｋ （ ｔ 厂 ｓｎ ３ ２ ｙｔ ｙ ）
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２ 叶 片 疲 劳 加 载 系 统 运 动 分 析
风 电叶 片 疲 劳加 载 系统 原 理 如 图 ３所 示 ， 面 翼 向加 载 系 统阎 采 用 活塞 杆 与夹 具 固定 方式 ， 缸简 和 配重 块沿 着 导轨 作上 下 运 动 ， 生 近 似 正 弦 曲线 的 产 惯性 力 ， 动 叶片沿 翼 面 向运 动 ． 弦 向加 载 系统 通 带 翼 过偏 心轮 带动 连杆 机构 １ 照 逆 时针方 向作 周 期 运 按
Ｋｅ ｒ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ：ｗｉ ｄ ｔ ｒ ｉｅ ｂ ａ ｅ ａ ｉ ｕ ｉ ；ｄ ａ— ｘ ａ ｅ ｏ ａ ｃ ；ｏ ｔ ｉａ ｉ ｎ ｎ ｕ ｂ ｎ ｌ ｄ ；ｆ ｔｇ ｅ ｌ ｅ ｕ ｌ ｉ ｌ ｓ ｎ ｎ ｅ ｐ ｉ ｚ ｔ ｆ ａ ｒ ｍ ｏ
经过 ２ ０多 年 的发 展 ， 中国风 电产业取 得 了长足 的进 步 ．０ ９年新增 风 电装 机容 量 １ ０ ， ２０ ３８ ０ＭＷ 连续 ４
翼 面向加载 装置 由电机 、 泵站 、 压 系统 、 动器 Ａ和 Ｂ夹具 等 组成 ， 动器 安 装在 叶 片 的 固定 夹 具 液 作 作
作者简介 ： 乐韵斐 （９ ４一） 女， １６ ， 副教授 ， 工学博士． ． ｉ ｌｆ１ ６ ．ｏ Ｅｍａｌ ｙ９ ＠１３ ｃｒ ： ｎ
第 ４期
乐韵斐 ， ： 电叶片疲 劳加 载系统的运动分析及优化 等 风
１ ２轴 加 载 （ 翼面 向共 振 加 载 ） 案 方
该 方案 由叶片根 部 固定 基座 、 面向加 载装置 、 弦 向加载装 置 、 具等 组成 ． 待 检测 叶片根部 固定 翼 翼 夹 将
在疲 劳加 载试验 基座上 ， 在距 离 叶片根 部约 ７ ％处施 加翼 面 向和弦 向作 用 力 ， 图 １ 示 ． ５ 如 所
动 ， 生近 似余 弦 曲线 的翼 弦 向作用 力 ， 动 叶片沿 产 带
翼 弦 向运 动 ．
２ １ 翼 弦 向加载 系统 运 动分 析 ． 铰 点 Ｍ 的位 置方 程 为
ｆ １ Ｌ ｃｓＯ ＋ １ ￣ｏ（ １ ） Ａｔ
【 Ｙ１ ＝ Ｌｌ ｉ （ １ １ ｎ ｓ ｔ＋ ）
尼 ； 为 刚度 ． 令 ｐ ：ｍ 。
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（） ３
式 中 ： 为系统 质 量 ； １ 仇 ＿ 为作 动器 Ａ的惯 性 力 ； 为 作 动 器 Ｂ的 惯 性 力 ； 。为 作 动 器 激 振 频 率 ； 厂 ∞ ｅ为 阻
妄 ， ， （ 为 ： 则 ３ 式） 变
＋２ ＋Ｐ Ｙ ＝ Ｙ ｓ ｎ ｍ３ ｔ ｏ Ｐ。 ｉ （ ） （ ４）
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｂｙ ａ ｐ ｙ ｎ ｕ ｌ ｘ ａ ｏ ｄ ｎ ， ． ． ｌｐ ｗｉ ｅ ｏ ａ ｃ ， ｏ ｄ ｔ ｃ ｈ ａ ｉ ｕ ｉ ｆＭ Ｗ — ｖ ｌ ｐ ｌ ｉ ｇ ｄ ａ— ｉ ｌ ａ ｉ ｇ ｉ ｅ ｆ — ｓ ｒ ｓ ｎ ｎ ｅ ｔ ｅ ｅ ｔｔ ｅ ｆ ｔ ｅ ｌ ｅ ｏ ａ ｌ ａ ｅ ｇ ｆ ｌ ｅ ｅ ｗｉ ｄ ｔ ｒ ｉ ｅ ｂａ ｅ ，ｈ ｉ ｅ ｔ ａ ｏ ｐ ｉ ｇ ｂ ｔ ｅ ｌｐ ｗｉｅ ａ ｄ ｌ ａ —ａ ｏ ｄ ｎ ｅ ｉｅ ｒ ｎ ｌ ｚ ｄ ｎ ｕ ｂ ｎ ｌｄ ｓ ｔ ｅ ｋ ｎ ｍａ ｉ ｌ ｕ ｌ ｅ ｗｅ ｎ ｆ — ｓ ｎ ｅ ｄ ｌｇ ｌ ａ ｉ ｇ ｄ ｖ ｃ ｓａ ｅ ａ ａ ｙ ｅ ． ｃ ｃ ｎ ａ Ｓ ｅ ｉ ｃ ｌ ｏ ｅ ｄ １ｇ ｌａ ｉ ｇ ｍｅ ｈ ｎ ｓ ， ｈ ｏ ｒ ｉ ａ ｅ ｕ ｖ ｔ ｏ ｓ ｄ ｖ ｌｐ ｄ ｕ ｉ ｇ Ｍ ＡＴＬ Ｂｒ ｐ ｃｆ ａ ｌ ｆ ｒｌ ａ ． ｏ ｄ ｎ ｃ ａ ｉ ｉ ｙ ａ ｍ ｔ ｅ ｃ ｏ ｄｎ ｔ ｄ ｃ ｒ ｅ ｍｅ ｈ ｄ ｉ ｅ ｅｏ ｅ ｓｎ Ａ ￣
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