[發明專利]一種風力葉片疲勞壽命監測方法

有效

• 申請號: 202010843346.3
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN111950163B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 文歡;郭輝;王晨偉;歸佳寅
• 申請（專利權）人: 上海電氣風電集團股份有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F113/06;G06F119/14;G06F119/02;G06F119/04
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 張妍;周乃鑫

1.一種風力葉片疲勞壽命監測方法，所述的風力葉片上安裝有若干個應變片，所述的應變片用于測量風力葉片在應變片安裝處的應變，上述風力葉其特征在于，用于根據風力葉片運行過程采集到的數據進行風力葉片疲勞壽命監測，所述風力葉片運行過程中包含有若干個開槳及順槳的動作，所述風力葉片疲勞壽命監測方法，包括以下步驟：

S1、分別記錄風力葉片上每個應變片的數值，得到風力葉片在應變片安裝位置處的載荷與應變的對應關系；

S2、風力葉片運行過程中對風力葉片上每個的應變片安裝處的應變進行雨流統計，得到風力葉片上每個的應變片安裝處的應變均值及應變幅值，并轉化為應力幅；

S3、根據風力葉片在應變片安裝位置處的應力幅以及載荷與應變的對應關系計算風力葉片在每個應變片安裝位置處的載荷幅；

S4、分別將風力葉片在每個應變片安裝位置處的載荷幅與疲勞測試的載荷對比，獲取風力葉片的疲勞壽命。

2.如權利要求1所述的一種風力葉片疲勞壽命監測方法，其特征在于，所述步驟S1包括：

S1.1、將風力葉片水平放置，并分別將安裝在風力葉片的每個應變片調零；

S1.2、分別記錄風力葉片順槳時安裝在風力葉片擺陣方向的每個應變片的數值，得到風力葉片在每個應變片安裝位置處的載荷與應變的對應關系；

S1.3、分別記錄風力葉片開槳時安裝在風力葉片揮舞方向的每個應變片的數值，得到風力葉片在每個應變片安裝位置處的載荷與應變的對應關系。

3.如權利要求2所述的一種風力葉片疲勞壽命監測方法，其特征在于，所述的安裝在風力葉片的擺陣方向的應變片為安裝風力葉片兩個側面上的應變片；所述的安裝在風力葉片的揮舞方向的應變片為安裝在風力葉片前緣、后緣上的應變片。

4.如權利要求1所述的一種風力葉片疲勞壽命監測方法，其特征在于，所述風力葉片在應變片安裝位置處的載荷等于風力葉片重力與風機葉片重心到應變片安裝位置處的距離的乘積。

5.如權利要求1所述的一種風力葉片疲勞壽命監測方法，其特征在于，所述的步驟S2中，通過復合材料疲勞計算公式將風力葉片在應變片安裝處的應變幅值轉化為應變均值為零的應力幅；所述的復合材料疲勞計算公式為：

式中，N_i為復合材料的疲勞壽命、R_k,A為材料極限強度、S_k,M為應變均值、R_k,t為材料拉伸強度、R_k,c為材料壓縮強度、S_k,A為應變幅值、r_m,shortterm為材料短期安全系數、r_m,fatigue為材料長期安全系數。

6.如權利要求1所述的一種風力葉片疲勞壽命監測方法，其特征在于，風力葉片載荷幅與應力幅的比例關系與風力葉片的載荷與應變的比例關系相等。

7.如權利要求1所述的一種風力葉片疲勞壽命監測方法，其特征在于，分別將風力葉片在每個應變片安裝位置處的載荷幅與疲勞測試載荷對比，得到風力葉片在每個應變片安裝位置處的疲勞損傷，選擇數值最大的疲勞損傷值作為風力葉片的疲勞損耗。