风电叶片全尺寸检测和结构分析

【摘要】： 近年来,中国风能产业飞速发展,风电机组及零部件产量不断增加,但相关设备的检测,尤其是叶片检测却相对滞后。本文利用中科院工程热物理所与保定国家新能源产业基地合作建立的风电叶片检测平台对某MW级风电叶片进行了全尺寸模态试验的研究。试验采用不测力法,分挥舞和摆振两个方向对叶片的振动模态进行了测试。将采集到的时域信号进行处理,得到叶片的振动特性,并利用MAC、MOV等准则对试验结果进行了验证。结果表明所采用试验方法适用于全尺寸叶片的检测。 本文针对大型风电叶片的特点,对叶片结构进行简化,并在此基础上建立叶片计算模型,利用有限元方法对叶片的模态进行了数值模拟,得到叶片的振动特性。通过对有限元模态计算和试验模态分析结果的比较,验证了计算方法的可靠性。最后,分析了两种模态分析方法的优缺点,为有限元方法在叶片检测和设计中的应用提供有力参考。