CN114235362B - 风电叶片部件的测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及风电叶片测试技术领域，提供一种风电叶片部件的测试系统，包括：综合试验台，以及与所述综合试验台可拆卸连接的至少两个试验机构，所述试验机构用于对风电叶片部件进行试验，所述试验包括：屈曲试验、扭转试验、拉压试验或疲劳试验。本发明提供的风电叶片部件的测试系统，通过搭建综合试验台，使多个试验机构分别与综合试验台可拆卸连接，实现了同一个测试系统可对风电叶片部件进行屈曲、扭转、拉压或疲劳等多种试验，增强了测试系统的适用性，大大降低了测试系统的开发成本。

Description

风电叶片部件的测试系统

技术领域

本发明涉及风电叶片测试技术领域，尤其涉及一种风电叶片部件的测试系统。

背景技术

叶片作为风机关重件，其性能优劣直接影响风机运行的可靠性，通常叶片新结构、新材料的研究在全尺寸叶片上测试，测试费用较高、周期较长，很难满足新结构、新材料的更迭。目前叶片部件测试功能比较单一，如叶片部件拉压、屈曲、扭转等需要多个台架才能实现，开发费用较高。

发明内容

本发明提供一种风电叶片部件的测试系统，用以解决现有技术中叶片部件的测试台架功能单一的缺陷。

本发明提供一种风电叶片部件的测试系统，包括：综合试验台，以及与所述综合试验台可拆卸连接的至少两个试验机构，所述试验机构用于对风电叶片部件进行试验，所述试验包括：屈曲试验、扭转试验、拉压试验或疲劳试验。

根据本发明提供的一种风电叶片部件的测试系统，所述综合试验台包括：平台；一对横梁，两个所述横梁相对设置在所述平台上；至少一对主梁，每对所述主梁分别设置在一对所述横梁上，且每对所述主梁中的两个所述主梁相对设置；安装板，所述安装板与一对所述主梁连接，所述安装板还与所述试验机构可拆卸连接。

根据本发明提供的一种风电叶片部件的测试系统，多个所述试验机构包括第一试验机构，所述第一试验机构包括：一对固定组件，两个所述固定组件分别与所述安装板转动连接；第一驱动件，所述第一驱动件的两端分别与两个所述固定组件连接；一对第一夹具，两个所述第一夹具分别与一对所述固定组件连接，两个所述第一夹具相对设置，且位于所述第一驱动件的下方；第一力传感器，所述第一力传感器设置在所述第一驱动件的运动端。

根据本发明提供的一种风电叶片部件的测试系统，每个所述固定组件包括：第一固定件，所述第一固定件与所述安装板转动连接；第二固定件，所述第二固定件与所述第一固定件垂直设置，所述第二固定件的第一端与所述第一固定件连接；加载座，所述加载座的第一端与所述第二固定件的第二端连接，所述加载座的第二端与所述第一驱动件连接。

根据本发明提供的一种风电叶片部件的测试系统，多个所述试验机构还包括第二试验机构，所述第二试验机构包括：一对第二夹具，一对所述第二夹具分别与一对所述安装板连接，两个所述第二夹具相对设置；转动组件，所述转动组件与任一所述安装板连接；第二驱动件，所述第二驱动件与所述转动组件连接；第二力传感器，所述第二力传感器设置在所述第二驱动件的运动端。

根据本发明提供的一种风电叶片部件的测试系统，所述转动组件包括：转动件，所述转动件与所述安装板连接；第一连接件，所述第一连接件与所述转动件转动连接，所述第一连接件与所述第二驱动件连接。

根据本发明提供的一种风电叶片部件的测试系统，多个所述试验机构还包括第三试验机构，所述第三试验机构包括：多个第二连接件，所述第二连接件的两端分别与两个所述主梁连接，其中，两个所述主梁与同一个所述横梁连接；第三夹具，所述第三夹具与任一所述安装板连接。

根据本发明提供的一种风电叶片部件的测试系统，多个所述试验机构还包括第四试验机构，所述第四试验机构包括：第三连接件，所述第三连接件设置在多个所述主梁的顶部，并与所述主梁连接；第三驱动件，所述第三驱动件垂直贯穿所述第三连接件；第三力传感器，所述第三力传感器设置在所述第三驱动件的运动端；一对第四夹具，两个所述第四夹具相对设置，两个所述第四夹具中的一者与平台连接，另一者与所述第三驱动件连接。

根据本发明提供的一种风电叶片部件的测试系统，所述综合试验台还包括：第四连接件，所述第四连接件的两端分别与一对所述主梁连接；多个所述试验机构还包括第五试验机构，所述第五试验机构包括：第五夹具，所述第五夹具与所述平台连接；第四驱动件，所述第四驱动件垂直贯穿所述第四连接件，所述第四驱动件位于试验件的上方；第四力传感器，所述第四力传感器设置在所述第四驱动件的运动端。

根据本发明提供的一种风电叶片部件的测试系统，还包括：多个阀，每个阀分别设置在所述试验机构的油路上；控制器，所述控制器与多个所述阀电性连接，所述控制器与多个所述试验机构通讯连接。

本发明提供的风电叶片部件的测试系统，通过搭建综合试验台，使多个试验机构分别与综合试验台可拆卸连接，实现了同一个测试系统可对风电叶片部件进行屈曲、扭转、拉压或疲劳等多种试验，增强了测试系统的适用性，大大降低了测试系统的开发成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的风电叶片部件的测试系统的结构示意图之一；

图2是本发明提供的风电叶片部件的测试系统的结构示意图之二；

图3是图2中示出的第一试验机构的铰接座的结构示意图；

图4是本发明提供的风电叶片部件的测试系统的结构示意图之三；

图5是图4中示出的转动件的结构示意图；

图6是本发明提供的风电叶片部件的测试系统的结构示意图之四；

图7是本发明提供的风电叶片部件的测试系统的结构示意图之五；

图8是本发明提供的风电叶片部件的测试系统的结构示意图之六；

附图标记：

10：第一夹具；11：第一固定件；12：第二固定件；13：加载座；14：第一驱动件；15：铰接座；16：第一力传感器；21：第二夹具；22：第一连接件；23：转动件；24：第二驱动件；25：第二力传感器；30：第二连接件；31：第三夹具；40：第三连接件；41：第三驱动件；42：第三力传感器；43：第四夹具；50：第四驱动件；51：第四力传感器；52：第五夹具；100：平台；101：横梁；102：主梁；103：第四连接件；104：安装板；200：试验件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

下面结合图1-图8描述本发明的风电叶片部件的测试系统。

如图1-图8所示，本发明实施例提供了一种风电叶片部件的测试系统，包括：综合试验台和至少两个试验机构，其中，试验机构与综合试验台可拆卸连接，试验机构用于对风电叶片部件进行试验，该试验包括：屈曲试验、扭转试验、拉压试验或疲劳试验。

具体来说，综合试验台为测试系统的主要基础平台，在综合试验台上安装不同的试验机构，可对风电叶片部件进行前后缘屈曲试验、前后缘扭转试验、可对叶尖进行疲劳试验、可对螺栓套进行拉压试验、也可对叶片部件进行三点弯曲试验。

进一步地，综合试验台通过板材和连接件搭建而成。板材和连接件之间通过螺栓连接，根据试验内容，选择多个试验机构中的一者与综合试验台连接，以进行相应的试验。

可选地，在本发明的一个实施例中，试验机构共包括5个，可对风电叶片部件进行多种试验。

本发明实施例提供的风电叶片部件的测试系统，通过搭建综合试验台，使多个试验机构分别与综合试验台可拆卸连接，实现了同一个测试系统可对风电叶片部件进行屈曲、扭转、拉压或疲劳等多种试验，增强了测试系统的适用性，大大降低了测试系统的开发成本。

图1为综合试验台的结构示意图。如图1所示，在本实施例中，综合试验台包括：平台100、一对横梁101、至少一对主梁102和安装板104。具体来说，首先在平台100上搭建一对横梁101，一对横梁101相对设置，然后在每个横梁101上分别设置至少一个主梁102，主梁102与横梁101垂直设置，一对横梁101上的两个主梁102相对设置。安装板104的侧面与一对主梁102连接，进一步地，根据试验件200的夹持位置，安装板104可设置在一对主梁102的外侧或内侧，安装板104与试验机构可拆卸连接，其中，内侧为两对主梁102之间，外侧为内侧相对的一侧。

进一步地，主梁102的数量可根据具体试验时，试验件200的夹持情况而设定，其可以为一对，也可以为两对。

进一步地，综合试验台还可以包括第四连接件103，第四连接件103设置在位于两个横梁101上的一对主梁102之间，以增强一对主梁102之间的牢固性。

本发明实施例提供的风电叶片部件的测试系统，通过设置综合试验台，使其成为测试系统的主要框架结构，在该综合试验台上安装不同的试验机构，以实现对风电叶片部件进行不同的试验。本发明实施例提供的风电叶片部件的测试系统，综合试验台采用搭建积木的方式搭建，各部件之间通过螺栓连接，制造成本低，且搭建方便，降低了测试系统的开发成本。

图2为第一试验机构与综合试验台的整体结构示意图。如图2所示，在本实施例中，第一试验机构包括：一对固定组件、第一驱动件14、一对第一夹具10和第一力传感器16。两个固定组件分别与安装板104转动连接，第一驱动件14的两端分别与两个固定组件连接，两个第一夹具10分别与一对固定组件连接，两个第一夹具10相对设置，且位于第一驱动件14的下方，第一力传感器16设置在第一驱动件14的运动端。

具体来说，在本实施例中，横梁101上设置有两对主梁102，每对主梁102的内侧安装有一个安装板104，每个安装板104与一个固定组件连接，每个固定组件与一个第一夹具10连接，两个第一夹具10用于夹持试验件200。在本实施例中，试验件200为叶片。第一驱动件14的两端也与固定组件连接，第一驱动件14位于试验件200的上方，第一驱动件14的运动端收缩时，带动固定组件与安装板104之间发生相对转动，进而使叶片部件前后缘发生屈曲，实现风电叶片部件前后缘的屈曲试验。

进一步地，如图2所示，每个固定组件包括：第一固定件11、第二固定件12和加载座13。第一固定件11与安装板104转动连接，第二固定件12与第一固定件11垂直设置，第二固定件12的第一端与第一固定件11连接，加载座13的第一端与第二固定件12的第二端连接，加载座13的第二端与第一驱动件14连接。

具体来说，第一驱动件14的运动端收缩时，将力通过加载座13、第二固定件12传递至第一固定件11，致使第一固定件11与安装板104之间发生相对转动，进而使叶片部件前后缘发生屈曲。

进一步地，如图3所示，第一固定件11与安装板104通过铰接座15转动连接，铰接座15的第一端与安装板104铰接，铰接座15的第二端与第一固定件11固定连接，第一驱动件14的运动端收缩时，致使两个第一固定件11之间的距离变小，第一固定件11的上端发生较大位移，第一固定件11的下端转动，从而使叶片部件的前后缘发生屈曲变形。

进一步地，第一驱动件14可以为油缸、气缸或其他部件，可选地，在本实施例中，第一驱动件14为油缸，第一力传感器16设置在油缸的液压杆上。

图4为综合试验台与第二试验机构的整体结构示意图。如图4所示，在本实施例中，第二试验机构包括：一对第二夹具21、转动组件、第二驱动件24和第二力传感器25。一对第二夹具21分别与一对安装板104连接，两个第二夹具21相对设置，转动组件与任一安装板104连接，第二驱动件24与转动组件连接，第二力传感器25设置在第二驱动件24的运动端。

具体来说，在本实施例中，横梁101上设置有两对主梁102，每对主梁102的内侧安装有一个安装板104，每个安装板104的内侧与一个第二夹具21连接，两个第二夹具21用于夹持试验件200。在本实施例中，试验件200为叶片。转动组件与任一安装板104的外侧连接。第二驱动件24的运动端收缩时带动转动组件转动，转动组件带动安装板104转动，进而使叶片部件的前缘或后缘发生扭转，实现叶片部件前后缘的扭转试验。

进一步地，如图4和图5所示，转动组件包括：第一连接件22和转动件23。转动件23与安装板104连接，第一连接件22与转动件23转动连接，第一连接件22与第二驱动件24连接。

具体来说，第二驱动件24的运动端收缩时，带动第一连接件22运动，第一连接件22带动转动件23发生转动，转动件23转动时带动安装板104转动，进而使叶片部件的前缘或后缘发生扭转。

进一步地，如图5所示，转动件23可以为轴承，第一连接件22与轴承的外圈连接，安装板104与轴承的内圈连接。

进一步地，第二驱动件24可以为油缸、气缸或其他部件，可选地，在本实施例中，第二驱动件24为油缸，第二力传感器25设置在油缸的液压杆上。

图6为第三试验机构与综合试验台的整体结构示意图。如图6所示，在本实施例中，第三试验机构包括：多个第二连接件30和第三夹具31。第二连接件30的两端分别与两个主梁102连接，其中，两个主梁102与同一个横梁101连接。第三夹具31与任一安装板104连接。

具体来说，在本实施例中，横梁101上设置有两对主梁102，两对主梁102之间通过第二连接件30连接，以增强综合试验台的牢固性。安装板104安装在任一对主梁102的外侧，第三夹具31与安装板104连接，第三夹具31用于夹持叶片的一端，以对叶尖进行可靠性试验。

图7为第四试验机构与综合试验台的整体结构示意图。如图7所示，在本实施例中，第四试验机构包括：第三连接件40、第三驱动件41、第三力传感器42和一对第四夹具43。第三连接件40设置在多个主梁102的顶部，并与主梁102连接，第三驱动件41垂直贯穿第三连接件40，第三力传感器42设置在第三驱动件41的运动端，两个第四夹具43相对设置，两个第四夹具43中的一者与平台100连接，另一者与第三驱动件41连接。

具体来说，两个第四夹具43用于夹持试验件200，第三驱动件41的运动端伸长时，带动一个第四夹具43产生位移，进而使试验件200受到压力。在本实施例中，试验件200可以为螺栓套。

进一步地，第三驱动件41可以为油缸、气缸或其他部件，可选地，在本实施例中，第三驱动件41为油缸，第三力传感器42设置在油缸的液压杆上。

图8为第五试验机构与综合试验台的整体结构示意图。如图8所示，在本实施例中，第五试验机构包括：第四驱动件50、第四力传感器51和第五夹具52。第五夹具52与平台100连接，第四驱动件50垂直贯穿第四连接件103，第四驱动件50位于试验件200的上方，第四力传感器51设置在第四驱动件50的运动端。

具体来说，在本实施例中，第四驱动件50的运动端伸长时，第四驱动件50的运动端与试验件200接触，进而挤压试验件200，实现叶片部件的三点弯曲试验，在本实施例中，试验件200为叶片。

进一步地，第四驱动件50可以为油缸、气缸或其他部件，可选地，在本实施例中，第四驱动件50为油缸，第四力传感器51设置在油缸的液压杆上。

本发明实施例提供的风电叶片部件的测试系统，通过分体式模块化单元组装搭建风电叶片部件的测试系统，并通过螺栓连接进行自由装配，增加了测试系统的通用性，大大降低了测试系统开发的成本。同时，本发明实施例提供的风电叶片部件的测试系统满足了不同尺寸样件的试验需求，通过模块组装成多种测试系统，满足了对叶片部件的拉压、屈曲、扭转等试验测试的需求。

进一步地，在本发明的一个实施例中，风电叶片部件的测试系统还包括多个阀和控制器，每个阀分别设置在第一试验机构、第二试验机构、第三试验机构、第四试验机构和第五试验机构的油路上。控制器与多个阀电性连接，同时，控制器与第一试验机构、第二试验机构、第三试验机构、第四试验机构和第五试验机构通讯连接。

具体来说，每个驱动件均连接有油路，每个油路上分别设置有阀，每个驱动件的运动端均设置有力传感器，用于检测驱动件输出的力。具体地，第一试验机构设置有第一驱动件14和第一力传感器16，第一力传感器16用于检测第一驱动件14收缩时产生的拉力；第二试验机构设置有第二驱动件24和第二力传感器25，第二力传感器25用于检测第二驱动件24收缩时产生的拉力；第四试验机构设置有第三驱动件41和第三力传感器42，第三力传感器42用于检测第三驱动件41伸长时产生的压力；第五试验机构设置有第四驱动件50和第四力传感器51，第四力传感器51用于检测第四驱动件50伸长时产生的压力。

第一力传感器16、第二力传感器25、第三力传感器42或第四力传感器51中的任意一者将检测到的压力数据发送至控制器，控制器根据该压力数据控制与每个驱动件连接的油路上的阀的开度，进而调节每个驱动件输出的力，以调节加载在试验件200上的载荷。

进一步地，试验件200上设置有传感器，可将检测到的数据发送至上位机进行存储、分析。比如试验件200上可设置有位移传感器，以检测试验件200的形变数据。

本发明实施例提供的风电叶片部件的测试系统，通过设置力传感器、阀和控制器，可对各驱动件的输出力进行精确控制，以对试验过程中的载荷进行调节，进而能够满足对多种尺寸叶片部件的性能测试，增强了测试系统的功能。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种风电叶片部件的测试系统，其特征在于，包括：综合试验台，以及与所述综合试验台可拆卸连接的至少两个试验机构，所述试验机构用于对风电叶片部件进行试验，所述试验包括：屈曲试验、扭转试验、拉压试验或疲劳试验；

所述综合试验台包括：平台；一对横梁，两个所述横梁相对设置在所述平台上；至少一对主梁，每对所述主梁分别设置在一对所述横梁上，且每对所述主梁中的两个所述主梁相对设置；安装板，所述安装板与一对所述主梁连接，所述安装板还与所述试验机构可拆卸连接；

多个所述试验机构包括第一试验机构，所述第一试验机构包括：一对固定组件，两个所述固定组件分别与所述安装板转动连接；第一驱动件，所述第一驱动件的两端分别与两个所述固定组件连接；一对第一夹具，两个所述第一夹具分别与一对所述固定组件连接，两个所述第一夹具相对设置，且位于所述第一驱动件的下方；第一力传感器，所述第一力传感器设置在所述第一驱动件的运动端；

其中，每个所述固定组件包括：第一固定件，所述第一固定件与所述安装板转动连接；第二固定件，所述第二固定件与所述第一固定件垂直设置，所述第二固定件的第一端与所述第一固定件连接；加载座，所述加载座的第一端与所述第二固定件的第二端连接，所述加载座的第二端与所述第一驱动件连接。

2.根据权利要求1所述的风电叶片部件的测试系统，其特征在于，多个所述试验机构还包括第二试验机构，所述第二试验机构包括：

一对第二夹具，一对所述第二夹具分别与一对所述安装板连接，两个所述第二夹具相对设置；

转动组件，所述转动组件与任一所述安装板连接；

第二驱动件，所述第二驱动件与所述转动组件连接；

第二力传感器，所述第二力传感器设置在所述第二驱动件的运动端。

3.根据权利要求2所述的风电叶片部件的测试系统，其特征在于，所述转动组件包括：

转动件，所述转动件与所述安装板连接；

第一连接件，所述第一连接件与所述转动件转动连接，所述第一连接件与所述第二驱动件连接。

4.根据权利要求1所述的风电叶片部件的测试系统，其特征在于，多个所述试验机构还包括第三试验机构，所述第三试验机构包括：

多个第二连接件，所述第二连接件的两端分别与两个所述主梁连接，其中，两个所述主梁与同一个所述横梁连接；

第三夹具，所述第三夹具与任一所述安装板连接。

5.根据权利要求1所述的风电叶片部件的测试系统，其特征在于，多个所述试验机构还包括第四试验机构，所述第四试验机构包括：

第三连接件，所述第三连接件设置在多个所述主梁的顶部，并与所述主梁连接；

第三驱动件，所述第三驱动件垂直贯穿所述第三连接件；

第三力传感器，所述第三力传感器设置在所述第三驱动件的运动端；

一对第四夹具，两个所述第四夹具相对设置，两个所述第四夹具中的一者与平台连接，另一者与所述第三驱动件连接。

6.根据权利要求1所述的风电叶片部件的测试系统，其特征在于，所述综合试验台还包括：

第四连接件，所述第四连接件的两端分别与一对所述主梁连接；

多个所述试验机构还包括第五试验机构，所述第五试验机构包括：

第五夹具，所述第五夹具与所述平台连接；

第四驱动件，所述第四驱动件垂直贯穿所述第四连接件，所述第四驱动件位于试验件的上方；

第四力传感器，所述第四力传感器设置在所述第四驱动件的运动端。

7.根据权利要求1所述的风电叶片部件的测试系统，其特征在于，还包括：

多个阀，每个阀分别设置在所述试验机构的油路上；

控制器，所述控制器与多个所述阀电性连接，所述控制器与多个所述试验机构通讯连接。