风电叶片多点静载测试加载装置设计文献综述
2020-04-15 09:38:16
1.1目的及意义
随着能源消耗的与日俱增,发展可再生能源成了必然趋势,风电是当前技术较为成熟、能够大规模开发并具有很大发展潜力的可再生能源,在减排温室气体、应对气候变化的新形势下,越来越受到世界各国的重视。目前,风电已成为我国继煤电、水电之后的第三大电源,是新能源中最具发展前景的发电方式。近年来随着风电产业的发展,为了提高风能利用率、减少风场占地面积、扩大风场规模效应,在装机容量迅猛增长的同时,风电叶片的尺寸也在持续增大。由于风电机组工作的特殊性,风电叶片长期处于变载荷及恶劣环境中,随着叶片尺寸的不断增大,风电叶片断裂事件时有发生,为了减少此类事件的发生,提高风力发电机组的安全性、发电效率及叶片质量,根据 IEC61400-23 Full-scale Structural Testing of Wind Turbine Blades 检测标准,对于新型叶片均需做全尺寸静力加载试验[17]。全尺寸静力试验作为叶片认证中最重要的一环,主要实现以下三项测试目标:一是验证叶片是否具有足够的静强度储备及承受极限载荷的能力;二是验证叶片设计的可靠性、正确性及制造工艺的合理性,以获得叶片的出厂认证;三是为结构优化再设计及制造工艺的完善提供必要的依据。
1.2国内外的研究现状分析
国外叶片检测起步较早,许多大型叶片制造商都拥有自己的叶片检测中心,具有完整的风电叶片检测体系,如 BLAEST 公司可独立完成风电叶片的检测及组装工作[16]。比起风电叶片检测设备的制造,学者研究方向更倾向于结构的分析优化,例如Jensen F.M[10]等人对34米叶片进行了有限元分析,基本没有专门研究加载装置的。
国内在此方面起步较晚,目前国内较大的叶片检测机构包括中航惠腾、中复连众、中材科技、LM 等,它们对风电叶片的静力检测主要采用单点加载法及多点加载法。孔晓佳等人[7]研究的叶片是2.6米,加载点只有2个,张磊安、崔庆等人[2-5]设计的测试加载装置加载点有5个,不过叶片的长度为56.4米及62米都在100米之下,没有测试百米以上风电叶片的装置。对于百米以上长度的叶片检测,5个加载点显然是模拟不了现场受力情况的,而现实又有这样的需要,所以需要开发风电叶片多点静载测试加载装置。
{title}2. 研究的基本内容与方案
{title}2.1 研究的基本内容
本文针对目前风电叶片静力加载试验对象都为百米以下叶片,加载节点少,不能满足现在市场的需求等问题,对风电叶片多点静载测试加载装置进行了总体方案设计,并着重研究其中的静力加载方案,进行液压系统设计,通过对液压系统主要参数的设计,完成对液压驱动系统各元件的选取,最后将选好的液压元件组成液压泵站,并进行特性分析。
2.2研究目标
完成风电叶片多点静载测试加载装置设计方案;完成部件设计和选型;完成风电叶片多点静载测试加载装置装配图设计;完成风电叶片多点静载测试加载装置零件图设计;设计资料的整理,撰写毕业设计说明书。
2.3拟采用的技术方案及措施