專利名稱：大型風(fēng)電葉片高階頻率的測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大型結(jié)構(gòu)件振動(dòng)模態(tài)的測(cè)試方法，具體涉及一種大型風(fēng)電葉片高 階頻率的測(cè)試方法。主要用于大型風(fēng)電葉片高階頻率振動(dòng)模態(tài)特性驗(yàn)證和監(jiān)測(cè)。
背景技術(shù)：
隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的大型化發(fā)展，風(fēng)電葉片的長(zhǎng)度和柔度越來越大，這使得葉片的失 穩(wěn)問題越來越受到關(guān)注。為了防止風(fēng)電葉片發(fā)生振動(dòng)失穩(wěn)和共振應(yīng)力所引起的疲勞失穩(wěn)， 延長(zhǎng)葉片壽命，避免風(fēng)輪的失穩(wěn)破壞，必須在設(shè)計(jì)和制備過程中想辦法降低風(fēng)電葉片共振 動(dòng)應(yīng)力，以及需要對(duì)已生產(chǎn)風(fēng)電葉片的設(shè)計(jì)振動(dòng)模態(tài)特性進(jìn)行驗(yàn)證和監(jiān)測(cè)。結(jié)構(gòu)的模態(tài)特 性包括結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率、振型及阻尼比，該參數(shù)只與結(jié)構(gòu)自身的材料特性、剛度、重量、約束 等有關(guān)，與外界載荷無關(guān)。雖然結(jié)構(gòu)的自振頻率、振型可以通過理論計(jì)算求得，但通過測(cè)試 得到的模態(tài)特性仍然具有重要的意義，不僅可以驗(yàn)證理論計(jì)算結(jié)果，而且還是大型風(fēng)電葉 片安全性評(píng)估及損傷識(shí)別的重要依據(jù)。目前傳統(tǒng)的試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析方法可以分為頻響函數(shù)法(簡(jiǎn)稱測(cè)力法)和環(huán)境激勵(lì)法 (簡(jiǎn)稱不測(cè)力法)兩種。所謂的測(cè)力法，就是在試驗(yàn)過程中需要同時(shí)測(cè)量激勵(lì)力和響應(yīng)的方 法。對(duì)于小型葉片，由于其固有頻率高，易激勵(lì)，測(cè)力簡(jiǎn)單，可采用測(cè)力法進(jìn)行測(cè)量。但對(duì)于 大型風(fēng)電葉片，因其具有大展弦比、大質(zhì)量、空殼結(jié)構(gòu)、固有頻率較低(設(shè)計(jì)一階揮舞頻率 低于IHz)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，激勵(lì)和測(cè)力困難，因此不適宜采用測(cè)力法測(cè)量。不測(cè)力法就是在試 驗(yàn)過程中不需要測(cè)量激勵(lì)力的方法，一般采用環(huán)境激勵(lì)的方法，但是環(huán)境激勵(lì)的不測(cè)力法 受外界環(huán)境因素的影響較大，既不可控又難以測(cè)量，而且隨機(jī)性很大，采樣時(shí)間要求較長(zhǎng)， 環(huán)境風(fēng)載和噪聲干擾的影響往往使得不測(cè)力法難以得到準(zhǔn)確的頻率測(cè)試結(jié)果，特別是大型 風(fēng)電葉片的高階頻率。為了適應(yīng)大型風(fēng)電葉片設(shè)計(jì)、制備和安全監(jiān)測(cè)的需要，發(fā)展和建立操作簡(jiǎn)單、測(cè)量 準(zhǔn)確的高階頻率測(cè)試方法具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有大型風(fēng)電葉片的高階頻率測(cè)試技術(shù)的不足， 提供一種簡(jiǎn)單、便捷、準(zhǔn)確度高、適用性強(qiáng)的大型風(fēng)電葉片高階頻率的測(cè)試方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為一種大型風(fēng)電葉片高階頻率的測(cè) 試方法，首先確定了合理的測(cè)點(diǎn)布置方案，使用高彈性聚能力錘對(duì)葉片進(jìn)行激振，并采用加 速度傳感器來測(cè)試葉片的振動(dòng)響應(yīng)，通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)葉片頻率進(jìn)行采集，最后通過后 端服務(wù)器進(jìn)行大型風(fēng)電葉片模態(tài)參數(shù)識(shí)別，確定該大型風(fēng)電葉片各階固有頻率。所述大型 風(fēng)電葉片高階頻率的測(cè)試方法包括以下步驟1、確定葉片頻率測(cè)試點(diǎn)在進(jìn)行頻率測(cè)試之前，建立大型風(fēng)電葉片的有限元模型，對(duì)風(fēng)電葉片進(jìn)行初步動(dòng) 力特性分析，據(jù)此確定葉片頻率測(cè)試振動(dòng)信號(hào)的測(cè)試點(diǎn)，使測(cè)試點(diǎn)沿葉片長(zhǎng)度方向設(shè)置在振型模型曲線上位移較大的部位，并使測(cè)試點(diǎn)遠(yuǎn)離振動(dòng)干擾源。2、安裝測(cè)試葉片及布置振動(dòng)信號(hào)測(cè)試系統(tǒng)將所需測(cè)試的葉片通過安裝法蘭用螺栓安裝在葉片試驗(yàn)臺(tái)上，并在上述有限元模 型分析確定的相應(yīng)測(cè)試點(diǎn)上安裝振動(dòng)信號(hào)傳感器，并將傳感器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連接。3、高彈性力錘激勵(lì)及振動(dòng)信號(hào)采集采用高彈性力錘分別沿測(cè)試葉片的揮舞方向和擺振方向激勵(lì)被測(cè)試葉片，利用加 速度傳感器對(duì)所述大型風(fēng)電葉片分別進(jìn)行揮舞方向的時(shí)域測(cè)試和擺振方向的時(shí)域測(cè)試，通 過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)葉片頻率進(jìn)行采集，并將采集到的信號(hào)通過傳輸線路傳輸?shù)胶蠖朔?wù)器 和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。4、振動(dòng)信號(hào)處理使用加速度傳感器測(cè)量得到的風(fēng)電葉片在不同位置處的振動(dòng)加速度值之后，通過 后端服務(wù)器進(jìn)行大型風(fēng)電葉片模態(tài)參數(shù)識(shí)別，最后確定該大型風(fēng)電葉片各階固有頻率。上述技術(shù)方案中，步驟一確定葉片頻率測(cè)試點(diǎn)包括確定測(cè)試點(diǎn)的個(gè)數(shù)和位置，原 理是盡量將測(cè)試點(diǎn)設(shè)置在葉片長(zhǎng)度方向上振型模型曲線位移較大的部位，并使測(cè)試點(diǎn)遠(yuǎn)離 振動(dòng)干擾源；模態(tài)振型可通過ANSYS有限元軟件建立風(fēng)電葉片的有限元模型進(jìn)行其動(dòng)力特 性分析初步確定，并結(jié)合風(fēng)電葉片的長(zhǎng)度確定測(cè)試點(diǎn)的個(gè)數(shù)；對(duì)于1. 5MW以上的大型風(fēng)電 葉片頻率測(cè)試點(diǎn)個(gè)數(shù)優(yōu)選為8個(gè)以上，相鄰測(cè)試點(diǎn)間的間距優(yōu)選范圍為l_3m，且以等距為 優(yōu)；此外，因?yàn)轱L(fēng)電葉片的主承力梁承載葉片的主要載荷且載荷作用下變形最大，因此葉片 揮舞方向頻率測(cè)試的測(cè)試點(diǎn)應(yīng)優(yōu)選在沿長(zhǎng)度方向主承力梁中心線上。上述技術(shù)方案中，步驟二 安裝測(cè)試葉片及布置振動(dòng)信號(hào)測(cè)試系統(tǒng)主要是將待測(cè) 風(fēng)電葉片安裝在葉片試驗(yàn)臺(tái)上和安裝、連接傳感器及信號(hào)采集處理系統(tǒng)。所述葉片試驗(yàn)臺(tái) 是由鋼板及工字鋼等鋼結(jié)構(gòu)組成，基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土構(gòu)筑，并且測(cè)試臺(tái)要有足夠的空間 滿足葉片變形、儀器設(shè)備擺放和安全要求等，測(cè)試臺(tái)要保持清潔，無異物干擾；所述待測(cè)葉 片通過葉片根部的金屬安裝法蘭安裝在葉片試驗(yàn)臺(tái)上，固緊螺栓使待測(cè)葉片在整個(gè)測(cè)試過 程中始終處于懸臂梁的狀態(tài)；所述傳感器與信號(hào)采集系統(tǒng)的連接線采用具有噪聲屏蔽功能 的連接線。上述技術(shù)方案中，步驟三高彈性力錘激勵(lì)及振動(dòng)信號(hào)采集采用高彈性力錘激勵(lì) 待測(cè)試葉片和采用加速度傳感器對(duì)待測(cè)葉片進(jìn)行時(shí)域測(cè)試，并通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集測(cè)試 信號(hào)。所述高彈性力錘為高彈性硅橡膠力錘，高彈性保證力錘在激勵(lì)過程中能夠?qū)Υ郎y(cè)風(fēng) 電葉片提供足夠激勵(lì)力且保證不損壞待測(cè)葉片的殼體結(jié)構(gòu)，力錘重量?jī)?yōu)選為l_3kg ；激勵(lì) 位置優(yōu)選為葉片葉尖部位l_4m處。步驟三中，所述振動(dòng)信號(hào)測(cè)試原理為時(shí)域測(cè)試，所謂時(shí)域測(cè)試是指直接在時(shí)間域 中對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析測(cè)試的方法。在該測(cè)試方法中，通過時(shí)域測(cè)試得到時(shí)域數(shù)據(jù)需要通過快 速傅里葉變換變換到頻域進(jìn)行參數(shù)識(shí)別。步驟二和步驟三中，振動(dòng)信號(hào)采集系統(tǒng)包括加速度傳感器、抗混濾波傳感器、信號(hào) 采集儀和連接線。所述加速度傳感器的測(cè)試頻率范圍為0. 2HZ-1. 5kHz ；抗混濾波傳感器為 8-12通道；信號(hào)采集儀為8-12通道；連接線具有抗噪聲干擾屏蔽功能。上述技術(shù)方案中，步驟四振動(dòng)信號(hào)處理是通過后端服務(wù)器識(shí)別和分析加速度傳 感器測(cè)試得到的振動(dòng)信號(hào)，最終得到風(fēng)電葉片的各階頻率。所述后端服務(wù)器包括便攜式計(jì)
4算機(jī)和振動(dòng)信號(hào)測(cè)試軟件。具體方法是通過測(cè)試軟件對(duì)得到的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行重采樣，時(shí)域 數(shù)據(jù)去除均值和快速傅立葉變換等一系列處理，識(shí)別模態(tài)參數(shù)，最后確定大型風(fēng)電葉片各 階固有頻率。上述技術(shù)方案中，采樣參數(shù)包括采樣頻率、分析頻率、濾波頻率、采樣時(shí)間和頻譜 分析頻率分布率。所述采樣頻率的優(yōu)選范圍為I-SOHz ；分析頻率優(yōu)選范圍為l-40Hz ；濾波 頻率優(yōu)選范圍為l-40Hz ；采樣時(shí)間優(yōu)選范圍為20-60s ；頻譜分析頻率分辨率優(yōu)選范圍為 0. 01-0. 5Hz。上述技術(shù)方案中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)(1)加速度傳感器應(yīng)該通過鋼制墊片固定在片葉表面，并在進(jìn)行測(cè)試之前用數(shù)據(jù) 采集系統(tǒng)檢查安裝狀況，并試采樣，調(diào)整放大器增益到合適檔位，檢查無誤后再開始采樣。(2)要求傳感器具有很低的頻響特性以及較高的靈敏度，振動(dòng)信號(hào)經(jīng)過高放大倍 數(shù)的低噪聲放大器再進(jìn)行傳輸。(3)測(cè)試時(shí)，風(fēng)電葉片揮舞方向和擺振方向的頻率測(cè)試應(yīng)分別激振和采樣。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于首先，本發(fā)明的測(cè)試方法中采用高彈性力 錘激勵(lì)_不測(cè)力法測(cè)量大型風(fēng)電葉片的高階頻率，不僅克服了大型風(fēng)電葉片難于激勵(lì)的問 題，而且有效地解決了不測(cè)力法易受外界環(huán)境因素影響的問題；其次，本發(fā)明的測(cè)試方法不 僅能夠準(zhǔn)確測(cè)量大型風(fēng)電葉片的一階固有頻率，而且能夠同時(shí)準(zhǔn)確得到風(fēng)電葉片的高階固 有頻率；此外，本發(fā)明的測(cè)試方法簡(jiǎn)單易行，測(cè)試結(jié)果直觀準(zhǔn)，可有效應(yīng)用于各種大型風(fēng)電 葉片的高階頻率測(cè)試。


圖1為本發(fā)明所述的大型風(fēng)電葉片高階頻率測(cè)試方法的流程圖；圖2為本發(fā)明所述的葉片試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)施例中40m長(zhǎng)風(fēng)電葉片高階頻率測(cè)試的測(cè)點(diǎn)布置示意圖；圖4為本實(shí)施例中力錘激勵(lì)下?lián)]舞方向葉片各測(cè)點(diǎn)的加速度頻譜圖；圖5為本實(shí)施例中力錘激勵(lì)下擺振方向葉片各測(cè)點(diǎn)的加速度時(shí)域圖和頻譜圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)地說明。一種大型風(fēng)電葉片高階頻率的測(cè)試方法，首先確定了合理的測(cè)點(diǎn)布置方案，使用 高彈性聚能力錘對(duì)葉片進(jìn)行激振，并采用加速度傳感器來測(cè)試葉片的振動(dòng)響應(yīng)，通過數(shù)據(jù) 采集系統(tǒng)對(duì)葉片頻率進(jìn)行采集，最后通過后端服務(wù)器進(jìn)行大型風(fēng)電葉片模態(tài)參數(shù)識(shí)別，確 定該大型風(fēng)電葉片各階固有頻率。所述大型風(fēng)電葉片高階頻率的測(cè)試方法的流程如附圖1 所示，主要包括以下步驟1、確定葉片頻率測(cè)試點(diǎn)在進(jìn)行頻率測(cè)試之前，建立大型風(fēng)電葉片的有限元模型，對(duì)風(fēng)電葉片進(jìn)行初步動(dòng) 力特性分析，據(jù)此確定葉片頻率測(cè)試振動(dòng)信號(hào)的測(cè)試點(diǎn)，使測(cè)試點(diǎn)沿葉片長(zhǎng)度方向設(shè)置在 振型模型曲線上位移較大的部位，并使測(cè)試點(diǎn)遠(yuǎn)離振動(dòng)干擾源。2、安裝測(cè)試葉片及布置振動(dòng)信號(hào)測(cè)試系統(tǒng)
將所需測(cè)試的葉片通過安裝法蘭用螺栓安裝在葉片試驗(yàn)臺(tái)上，并在上述有限元模 型分析確定的相應(yīng)測(cè)試點(diǎn)上安裝振動(dòng)信號(hào)傳感器，并將傳感器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連接。3、高彈性力錘激勵(lì)及振動(dòng)信號(hào)采集采用高彈性力錘分別沿測(cè)試葉片的揮舞方向和擺振方向激勵(lì)被測(cè)試葉片，利用加 速度傳感器對(duì)所述大型風(fēng)電葉片分別進(jìn)行揮舞方向的時(shí)域測(cè)試和擺振方向的時(shí)域測(cè)試，通 過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)葉片頻率進(jìn)行采集，并將采集到的信號(hào)通過傳輸線路傳輸?shù)胶蠖朔?wù)器 和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。4、振動(dòng)信號(hào)處理使用加速度傳感器測(cè)量得到的風(fēng)電葉片在不同位置處的振動(dòng)加速度值之后，通過 后端服務(wù)器進(jìn)行大型風(fēng)電葉片模態(tài)參數(shù)識(shí)別，最后確定該大型風(fēng)電葉片各階固有頻率。上述技術(shù)方案中，步驟一確定葉片頻率測(cè)試點(diǎn)包括確定測(cè)試點(diǎn)的個(gè)數(shù)和位置，原 理是盡量將測(cè)試點(diǎn)設(shè)置在葉片長(zhǎng)度方向上振型模型曲線位移較大的部位，并使測(cè)試點(diǎn)遠(yuǎn)離 振動(dòng)干擾源；模態(tài)振型可通過ANSYS有限元軟件建立風(fēng)電葉片的有限元模型進(jìn)行其動(dòng)力特 性分析初步確定，并結(jié)合風(fēng)電葉片的長(zhǎng)度確定測(cè)試點(diǎn)的個(gè)數(shù)；對(duì)于1. 5MW以上的大型風(fēng)電 葉片頻率測(cè)試點(diǎn)個(gè)數(shù)優(yōu)選為8個(gè)以上，相鄰測(cè)試點(diǎn)間的間距優(yōu)選范圍為l_3m，且以等距為 優(yōu)；此外，因?yàn)轱L(fēng)電葉片的主承力梁承載葉片的主要載荷且載荷作用下變形最大，因此葉片 揮舞方向頻率測(cè)試的測(cè)試點(diǎn)應(yīng)優(yōu)選在沿長(zhǎng)度方向主承力梁中心線上。上述技術(shù)方案中，步驟二 安裝測(cè)試葉片及布置振動(dòng)信號(hào)測(cè)試系統(tǒng)主要是將待測(cè) 風(fēng)電葉片安裝在葉片試驗(yàn)臺(tái)上和安裝、連接傳感器及信號(hào)采集處理系統(tǒng)。所述葉片試驗(yàn)臺(tái) 是由鋼板及工字鋼等鋼結(jié)構(gòu)組成，基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土構(gòu)筑，并且測(cè)試臺(tái)要有足夠的空間 滿足葉片變形、儀器設(shè)備擺放和安全要求等，測(cè)試臺(tái)要保持清潔，無異物干擾；所述待測(cè)葉 片通過葉片根部的金屬安裝法蘭安裝在葉片試驗(yàn)臺(tái)上，固緊螺栓使待測(cè)葉片在整個(gè)測(cè)試過 程中始終處于懸臂梁的狀態(tài)；所述傳感器與信號(hào)采集系統(tǒng)的連接線采用具有噪聲屏蔽功能 的連接線。上述技術(shù)方案中，步驟三高彈性力錘激勵(lì)及振動(dòng)信號(hào)采集采用高彈性力錘激勵(lì) 待測(cè)試葉片和采用加速度傳感器對(duì)待測(cè)葉片進(jìn)行時(shí)域測(cè)試，并通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集測(cè)試 信號(hào)。所述高彈性力錘為高彈性硅橡膠力錘，高彈性保證力錘在激勵(lì)過程中能夠?qū)Υ郎y(cè)風(fēng) 電葉片提供足夠激勵(lì)力且保證不損壞待測(cè)葉片的殼體結(jié)構(gòu)，力錘重量?jī)?yōu)選為l_3kg ；激勵(lì) 位置優(yōu)選為葉片葉尖部位l_4m處。步驟三中，所述振動(dòng)信號(hào)測(cè)試原理為時(shí)域測(cè)試，所謂時(shí)域測(cè)試是指直接在時(shí)間域 中對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析測(cè)試的方法。在該測(cè)試方法中，通過時(shí)域測(cè)試得到時(shí)域數(shù)據(jù)需要通過快 速傅里葉變換變換到頻域進(jìn)行參數(shù)識(shí)別。步驟二和步驟三中，振動(dòng)信號(hào)采集系統(tǒng)包括加速度傳感器、抗混濾波傳感器、信號(hào) 采集儀和連接線。所述加速度傳感器的測(cè)試頻率范圍為0. 2HZ-1. 5kHz ；抗混濾波傳感器為 8-12通道；信號(hào)采集儀為8-12通道；連接線具有抗噪聲干擾屏蔽功能。上述技術(shù)方案中，步驟四振動(dòng)信號(hào)處理是通過后端服務(wù)器識(shí)別和分析加速度傳 感器測(cè)試得到的振動(dòng)信號(hào)，最終得到風(fēng)電葉片的各階頻率。所述后端服務(wù)器包括便攜式計(jì) 算機(jī)和振動(dòng)信號(hào)測(cè)試軟件。具體方法是通過測(cè)試軟件對(duì)得到的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行重采樣，時(shí)域 數(shù)據(jù)去除均值和快速傅立葉變換等一系列處理，識(shí)別模態(tài)參數(shù)，最后確定大型風(fēng)電葉片各階固有頻率。上述技術(shù)方案中，采樣參數(shù)包括采樣頻率、分析頻率、濾波頻率、采樣時(shí)間和頻譜 分析頻率分布率。所述采樣頻率的優(yōu)選范圍為I-SOHz ；分析頻率優(yōu)選范圍為l-40Hz ；濾波 頻率優(yōu)選范圍為l-40Hz ；采樣時(shí)間優(yōu)選范圍為20-60s ；頻譜分析頻率分辨率優(yōu)選范圍為 0. 01-0. 5Hz。上述技術(shù)方案中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)(1)加速度傳感器應(yīng)該通過鋼制墊片固定在片葉表面，并在進(jìn)行測(cè)試之前用數(shù)據(jù) 采集系統(tǒng)檢查安裝狀況，并試采樣，調(diào)整放大器增益到合適檔位，檢查無誤后再開始采樣。(2)要求傳感器具有很低的頻響特性以及較高的靈敏度，振動(dòng)信號(hào)經(jīng)過高放大倍 數(shù)的低噪聲放大器再進(jìn)行傳輸。(3)測(cè)試時(shí)，風(fēng)電葉片揮舞方向和擺振方向的頻率測(cè)試應(yīng)分別激振和采樣。實(shí)施例依據(jù)本發(fā)明的測(cè)試方法，測(cè)試40m長(zhǎng)風(fēng)電葉片的高階頻率。本實(shí)施例中所需的測(cè) 試設(shè)備及其基本性能要求如下表1測(cè)試儀器列表
權(quán)利要求
一種大型風(fēng)電葉片高階頻率的測(cè)試方法，其特征在于首先確定了合理的測(cè)點(diǎn)布置方案，使用高彈性聚能力錘對(duì)葉片進(jìn)行激振，并采用加速度傳感器來測(cè)試葉片的振動(dòng)響應(yīng)，通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)葉片頻率進(jìn)行采集，最后通過后端服務(wù)器進(jìn)行大型風(fēng)電葉片模態(tài)參數(shù)識(shí)別，確定該大型風(fēng)電葉片各階固有頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型風(fēng)電葉片高階頻率的測(cè)試方法，其特征在于大型風(fēng)電 葉片高階頻率的測(cè)試包括以下步驟(1)確定葉片頻率測(cè)試點(diǎn)在進(jìn)行頻率測(cè)試之前，建立大型風(fēng)電葉片的有限元模型，對(duì)風(fēng)電葉片進(jìn)行初步動(dòng)力特 性分析，據(jù)此確定葉片頻率測(cè)試振動(dòng)信號(hào)的測(cè)試點(diǎn)，使測(cè)試點(diǎn)沿葉片長(zhǎng)度方向設(shè)置在振型 模型曲線上位移較大的部位，并使測(cè)試點(diǎn)遠(yuǎn)離振動(dòng)干擾源；(2)安裝測(cè)試葉片及布置振動(dòng)信號(hào)測(cè)試系統(tǒng)將所需測(cè)試的葉片通過安裝法蘭用螺栓安裝在葉片試驗(yàn)臺(tái)上，并在上述有限元模型分 析確定的相應(yīng)測(cè)試點(diǎn)上安裝振動(dòng)信號(hào)傳感器，并將傳感器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連接；(3)高彈性力錘激勵(lì)及振動(dòng)信號(hào)采集采用高彈性力錘分別沿測(cè)試葉片的揮舞方向和擺振方向激勵(lì)被測(cè)試葉片，利用加速度 傳感器對(duì)所述大型風(fēng)電葉片分別進(jìn)行揮舞方向的時(shí)域測(cè)試和擺振方向的時(shí)域測(cè)試，通過數(shù) 據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)葉片頻率進(jìn)行采集，并將采集到的信號(hào)通過傳輸線路傳輸?shù)胶蠖朔?wù)器和數(shù) 據(jù)分析系統(tǒng)；(4)振動(dòng)信號(hào)處理使用加速度傳感器測(cè)量得到的風(fēng)電葉片在不同位置處的振動(dòng)加速度值之后，通過后端 服務(wù)器進(jìn)行大型風(fēng)電葉片模態(tài)參數(shù)識(shí)別，最后確定該大型風(fēng)電葉片各階固有頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大型風(fēng)電葉片高階頻率的測(cè)試方法，其特征在于所述 葉片頻率測(cè)試的振動(dòng)激勵(lì)為高彈性力錘激勵(lì)，激勵(lì)位置位于葉尖部位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大型風(fēng)電葉片高階頻率的測(cè)試方法，其特征在于所述葉 片揮舞方向頻率測(cè)試的測(cè)試點(diǎn)至少為8個(gè)，相鄰測(cè)試點(diǎn)間距為2m ；所述葉片擺振方向頻率 測(cè)試的測(cè)試點(diǎn)至少為2個(gè)，相鄰測(cè)試點(diǎn)間距為2m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大型風(fēng)電葉片高階頻率的測(cè)試方法，其特征在于所述葉 片試驗(yàn)臺(tái)是由鋼板及工字鋼等鋼結(jié)構(gòu)組成，基礎(chǔ)采用鋼筋混凝土構(gòu)筑，并且測(cè)試臺(tái)要有足 夠的空間滿足葉片變形、儀器設(shè)備擺放和安全要求等，測(cè)試臺(tái)要保持清潔，無異物干擾。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大型風(fēng)電葉片高階頻率的測(cè)試方法，該方法首先確定了合理的測(cè)點(diǎn)布置方案，使用高彈性聚能力錘對(duì)葉片進(jìn)行激振，并采用加速度傳感器來測(cè)試葉片的振動(dòng)響應(yīng)，通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)葉片頻率進(jìn)行采集，最后通過后端服務(wù)器進(jìn)行大型風(fēng)電葉片模態(tài)參數(shù)識(shí)別，確定該大型風(fēng)電葉片各階固有頻率。本發(fā)明采用改進(jìn)后的不測(cè)力法測(cè)試大型風(fēng)電葉片的高階頻率，克服了由于其具有大展弦比、大質(zhì)量、固有頻率較低(設(shè)計(jì)一階揮舞頻率低于1Hz)而不易激勵(lì)的特點(diǎn)，能直觀有效地測(cè)試出40m以上大型玻璃鋼風(fēng)電葉片的高階頻率。
文檔編號(hào)G01H1/00GK101949731SQ201010252220
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月13日
發(fā)明者馮學(xué)斌, 曹陽(yáng)俊, 林能發(fā), 查國(guó)濤, 歐陽(yáng)玉香, 袁健, 郭俊, 陶為樂 申請(qǐng)人:株洲時(shí)代新材料科技股份有限公司