液压作动器驱动风机叶片疲劳加载系统研究.pdf

2013年 4月 机床与液压 Apr．2013 第41卷 第 7期 MACHINETOOL HYDRAULICS Vo1．41No．7 DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．07．018 液压作动器驱动的风机叶片疲劳加载系统研究 黄雪梅 ，赵婧 ，张磊安 (山东理工大学机械工程学院，山东淄博255049) 摘要：设计了一套液压作动器驱动的风机叶片疲劳加载系统，根据动力源气压变化给出加载系统的工作流程。建立液 控系统仿真模型，分析了动力源绝热指数对系统的影响程度。建立控制系统数学模型，采用主从式PID算法对作动器工况 进行控制。仿真结果表明，加载系统动力源应尽可能处于绝热状态，两个作动器能同时实现任意振幅振动。以上证明了该 系统具有驱动叶片进行疲劳加载试验的能力。 关键词 ：风机叶片；液压作动器；建模与仿真；数学模型；疲劳加载试验 中图分类号 ：TH122 文献标识码 ：A 文章编号：1001—3881(2013)7—066—3 ResearchonW indTurbineBladeFatigueLoadingSystem Driven 、thHydraulicsActuator HUANG Xuemei，ZHAOJing。ZHANGLeian (CollegeofMechanicalEngineering，ShandongUniversityofTechnology，ZiboShandong255049，China) Abstract：Awindturbinebladefatigueloadingsystem drivenwiththehydraulicactuatorwasdesigned．Theworkflowofloading system wasgottenaccordingtohtepowersourcegaspressurech~ ge．Theinfluenceofpowersourceindextohtesystem wasgottenby establishingtheliquidcontrolsimulationmode1．ThePID master-slavealgorithmwasusedforcontrollingtheactuatorsystem inworking conditionbybuildingthemahtematical modelofcontrolsystem．Simulationresultsshowtllattl1eloadingsystem powersourcemustbe possiblyintheadiba aticcondition．Twoactuatorscanachievearbitraryamplitudevibrationatthesametime．A1tbaoveshow thatthis loadingsystem hastheba ilityofdrivingwindturbinebladefatiugeloadingtest． Keywords：Windturbineblade；Hydraulicsactuator；Modelingandsimulation；Mahtematicalmodel；Fatigueloadingtest 风机叶片作为风电机组的关键部件之一 ，在 1 作动器驱动的疲劳加载系统设计 工作过程中受到外界环境及风载荷组合影响。外界环 1．1 疲劳加载系统 境包括 自身重力和离心惯性力等，风载荷主要包括阵 为了进行 MW 级风机叶片的疲劳加载试验 ，设 风、湍流、和风剪等 。由于长期受到交变载荷作 计了一套液压作动器驱动的风机叶片疲劳加载系统， 用，所以疲劳损伤造成的破坏时有发生 ，因此疲劳强 其总体方案如图1所示。疲劳加载点约为沿叶片展向 度分析是叶片设计的重要组成部分。由于所受到的载 70％处，夹具两边对称放置两个液压作动器，通过液