叶片试验大纲.docx
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叶片试验大纲
42.8m-1.5MW
ⅢB类叶片试验大纲
编写:
校对:
审核:
批准:
风电(江苏)有限公司
2010年03月16日
1试验目的
风电1.5MW风力机复合材料叶片,IECIIIb载荷,进行中国船级社认证。
2试验项目
1),应变测量
2),变形测量
3),频率测量
3试验方法
3.1试验准备
1)贴片
2)称重
3)安装
4)频率测量
3.2应变和变形测量
1)加载方法
采用吊车直接加载和扁担加载两种方式并存。
在叶片的13m和19m,28m和35米处采用扁担加载方式加载;在38m处采用吊车直接加载。
在每个吊点处设置拉力传感器。
叶片加载工况见表1。
表1叶片加载工况
半径
[米]
气动面朝上[kN]
工作面朝上[kN]
后缘朝上
[kN]
前缘朝上
[kN]
气动面朝上,38m处集中荷载[kN]
13.00
46
50
36
25
0
19.00
61
11
24
31.5
0
28.00
30.5
9
9
20
0
35.00
68
54
33.5
31
0
38.00
0
0
0
0
41
扁担吊点距离见表2。
表2扁担卸扣定位
位置
单位
气动面向上
工作面向上
前缘向上
后缘向上
L1
mm
3500
1000
2400
3300
L2
mm
2500
5000
3600
2700
L3
mm
4800
6000
5500
4300
L4
mm
2200
1000
1500
2700
图1扁担加载示意图
2)应变片贴片位置
叶片贴片位置见表3。
表3叶片测试组件
编号
半径[m]
描述
测试范围KN
载荷传感器
1
13m
加载夹具
100
2
19m
加载夹具
100
3
28m
加载夹具
100
4
35m
加载夹具
100
5
38m
加载夹具(叶尖单点加载)
100
位置
半径[m]
叶片轴向单向应变片
6
工作面主梁帽
8m
工作面主梁帽中线
±1%
7
工作面主梁帽
16m
工作面主梁帽中线
±1%
8
工作面主梁帽
22m
工作面主梁帽中线
±1%
9
工作面主梁帽
31m
工作面主梁帽中线
±1%
10
工作面主梁帽
35m
工作面主梁帽中线
±1%
11
气动面主梁帽
8m
气动面主梁帽中线
±1%
12
气动面主梁帽
16m
气动面主梁帽中线
±1%
13
气动面主梁帽
22m
气动面主梁帽中线
±1%
14
气动面主梁帽
31m
气动面主梁帽中线
±1%
15
后缘UD
8m
工作面后缘UD中线
±1%
16
后缘UD
16m
工作面后缘UD中线
±1%
17
前缘
8m
气动面前缘距分模面125mm处
±1%
18
前缘
16m
气动面前缘距分模面125mm处
±1%
剪切肋应变片(应变花)
19
前缘剪切肋
16m
剪切肋中部,45°
±1%
20
前缘剪切肋
16m
应变花,剪切肋上部靠近气动面,距内蒙皮5mm
±1%
21
前缘剪切肋
22m
剪切肋中部,45°
±1%
22
前缘剪切肋
22m
应变花,剪切肋上部靠近气动面,距内蒙皮5mm
±1%
23
后缘剪切肋
约3m
剪切肋中部,45°,接近半圆形切口处
±1%
24
后缘剪切肋
约3m
应变花,剪切肋上部靠近气动面内蒙皮5mm,S6上部
±1%
25
后缘剪切肋
8m
剪切肋中部,45°
±1%
26
后缘剪切肋
8m
应变花,剪切肋上部靠近气动面,距内蒙皮5mm
±1%
编号
位置
半径[m]
叶片法向单向应变片
误差范围
27
外壳
8m
工作面,距后缘UD100mm,90°
±1%
28
外壳
16m
气动面,前缘,距梁帽100mm,90°
±1%
3),变形测量点
测量位置见表2。
表4位移测量点
叶片站位
25m
38m
叶尖
X
X
X
x=测点
4),叶片安装
表5叶片测量安装角
载荷情况
安装角
气动面朝上
-5°
后缘朝上
-95°
工作面朝上
-185°
前缘朝上
-275°
图2叶片旋转示意图
5),测量步骤
a,测量最小拍动方向弯曲应变和变形。
气动面朝上。
b,采用吊车分级加载,分级加载载荷情况见表5。
先测量夹具产生的载荷,而后平衡自重和夹具产生的载荷,应变清零。
当主传感器达到分级载荷时,读取4个加载点的传感器的载荷,读取全部应变数据,读取叶片变形数据,读取测量平台钢板的位移。
现场记录各级的载荷产生的应变和位移。
对试验结果进行评估。
c,吊车缓慢连续卸载,读取叶片应变和变形,读取钢板位移读数。
d,对数据进行评估。
e,叶片转90度,进行下一个方向的弯曲测量。
测量步骤同上。
f,共进行4个方向的弯曲测量。
表5分级载荷
加载编号
载荷增量
0
测量初载(自重+夹具)下的应变和变形
1
平衡自重和夹具产生的载荷(0%名义载荷),调零
2
40%名义载荷
3
60%名义载荷
4
80%名义载荷
5
100%名义载荷;至少停留10秒钟
6
80%名义载荷
7
60%名义载荷
8
40%名义载荷
9
0%名义载荷
10
测量初载下的载荷和变形
表6气动面朝上静态试验载荷加载
载荷
增量
名义载荷
%
R=13
[kN]
R=19
[kN]
R=28
[kN]
R=35
[kN]
0
初始载荷
1
0
0.0
0.0
0.0
0.0
2
40
18.4
24.4
12.2
27.2
3
60
27.6
36.6
18.3
40.8
4
80
36.8
48.8
24.4
54.4
5
100
46.0
61.0
30.5
68.0
6
80
36.8
48.8
24.4
54.4
7
60
27.6
36.6
18.3
40.8
8
40
18.4
24.4
12.2
27.2
9
0
0.0
0.0
0.0
0.0
10
初始载荷
表7气动面朝上各截面上的最大弯矩超载系数
半径[m]
试验载荷
含安全系数的静载
名义载荷超载
拍动方向(气动面朝上)
拍动方向(气动面朝上)
弯距[kN·m]
弯距[kN·m]
0
4991
4475
1.115
2
4580
4115
1.113
4
4169
3761
1.108
6
3758
3395
1.107
8
3347
3030
1.105
10
2936
2671
1.099
12
2525
2322
1.087
14
2160
1995
1.083
16
1841
1692
1.088
18
1522
1414
1.076
20
1264
1163
1.087
22
1067
939
1.136
24
870
743
1.171
26
673
579
1.162
28
476
438
1.087
30
340
318
1.069
32
204
220
0.927
34
68
141
0.482
表8工作面朝上静态试验载荷加载
载荷
增量
名义载荷
%
R=13
[kN]
R=19
[kN]
R=28
[kN]
R=35
[kN]
0
初始载荷
1
0
0.0
0.0
0.0
0.0
2
40
20.0
4.4
3.6
21.6
3
60
30.0
6.6
5.4
32.4
4
80
40.0
8.8
7.2
43.2
5
100
50.0
11.0
9.0
54.0
6
80
40.0
8.8
7.2
43.2
7
60
30.0
6.6
5.4
32.4
8
40
20.0
4.4
3.6
21.6
9
0
0.0
0.0
0.0
0.0
10
初始载荷
表9工作面朝上各截面上的最大弯矩超载系数
半径[m]
试验载荷
含安全系数的静载
名义载荷超载
拍动方向(气动面朝上)
拍动方向(气动面朝上)
弯距[kN·m]
弯距[kN·m]
0
3001
-2784.3
1.078
2
2753
-2454.8
1.121
4
2505
-2117
1.183
6
2257
-1808.8
1.248
8
2009
-1547.7
1.298
10
1761
-1330
1.324
12
1513
-1231.5
1.229
14
1315
-1136.7
1.157
16
1167
-1029.6
1.133
18
1019
-914.9
1.114
20
882
-796.5
1.107
22
756
-678
1.115
24
630
-562
1.121
26
504
-451.6
1.116
28
378
-349.7
1.081
30
270
-258.7
1.044
32
162
-180.2
0.899
34
54
-115.8
0.466
表10后缘朝上静态试验载荷级数
载荷
增量
名义载荷
%
R=13
[kN]
R=19
[kN]
R=28
[kN]
R=35
[kN]
0
初始载荷
1
0
0.0
0.0
0.0
0.0
2
40
14.4
9.6
3.6
13.4
3
60
21.6
14.4
5.4
20.1
4
80
28.8
19.2
7.2
26.8
5
100
36.0
24.0
9.0
33.5
6
80
28.8
19.2
7.2
26.8
7
60
21.6
14.4
5.4
20.1
8
40
14.4
9.6
3.6
13.4
9
0
0.0
0.0
0.0
0.0
10
初始载荷
表11后缘朝上各截面上的最大弯矩超载系数
半径[m]
试验载荷
含安全系数的静载
名义载荷超载
拍动方向(气动面朝上)
拍动方向(气动面朝上)
弯距[kN·m]
弯距[kN·m]
0
2348.5
-2070
1.135
2
2143.5
-1884.3
1.138
4
1938.5
-1738.3
1.115
6
1733.5
-1570.2
1.104
8
15
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