风电叶片单点疲劳加载试验振动自同步特性研究

【摘要】：针对风电叶片单点疲劳加载试验过程中的振动自同步现象,基于拉格朗日方程推导出单加载源与风电叶片振动过程中的数学模型,得到振动自同步现象的影响因素,并利用相平面法将其转化为自治系统。利用Matlab/Simulink建立仿真模型对振动自同步过程进行数值仿真,得到不同初始相位差作用下的振动自同步规律。最后搭建了一套风电叶片单点疲劳加载试验系统,以此来检验数学模型与仿真模型的正确性。试验结果表明,在加载源回转驱动频率与叶片固有频率一致前提下,当两者的初始相位差小于π/20时,两者能产生振动自同步现象,表现为叶片振幅最大且稳定;初始相位差为π/8时,两者能产生较弱的振动自同步现象,叶片振幅在波动一段时间后逐渐趋于稳定,但是幅值较小;初始相位差为π时,两者不能产生振动自同步,表现为叶片振幅不稳定且出现絮乱。以上结论为后续的疲劳加载试验的控制算法制定提供了理论依据。 【作者单位】： 山东理工大学机械工程学院;中国矿业大学机电工程学院;连云港中复连众复合材料集团有限公司;
【关键词】： 风电叶片 疲劳加载 振动自同步 加载试验
【基金】：国家自然科学基金(51405275,51305243) 山东省自然科学基金(ZR2014EL027)
【分类号】：TH113.1
【正文快照】： 振动自同步是指在一定条件下,两个同步振动系统由于存在着较强的能量和力学耦合,某些特征参数能自动趋于某个固定值的现象[1-2]。疲劳破坏是风电叶片最主要的失效方式之一,因此为了在叶片服役之前确定其抗疲劳性能,通过激励源对风电叶片进行疲劳加载试验是最有效的检测方式,试

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