基于阻尼影响的风电叶片疲劳测试加载位置优化

朱瑞^1,2，黄辉秀^1,2，于永峰^1,2，苑轶南^1,2，陈礼贵^1,2，刘焕旭^1,2

1. 连云港中复连众复合材料集团有限公司2. 江苏省海上风电叶片设计与制造技术重点实验室

摘 要：复合材料风电叶片是风力发电系统的关键部件之一,在其全尺寸疲劳测试的周期内,复合材料的结构阻尼及测试环境中气动阻力等因素形成模态阻尼,对风电叶片的动力学特性产生不确定的影响。准确获取风电叶片的振动特性,对于精确设计疲劳测试的加载位置具有重要的理论意义和现实指导作用。本文基于振动理论的传递函数原理将风电叶片的疲劳测试系统简化为单自由度的含阻尼系统的动力学模型,结合有限元仿真模型的频响分析,对风电叶片在疲劳测试中的振动特性展开研究。对三种不同的加载位置比例系数进行讨论,确定疲劳测试中单点加载位置的优化方案,并以LZ76-3.X叶型挥舞方向的疲劳测试为案例,验证有限元仿真分析的正确性和优化方案的可靠性。

关键词：复合材料;风电叶片;疲劳测试;传递函数;模态阻尼;有限元仿真;加载位置因子;