專利名稱:大型風(fēng)機(jī)塔架強(qiáng)度試驗(yàn)裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種大型風(fēng)機(jī)塔架強(qiáng)度試驗(yàn)裝置，目的在于實(shí)現(xiàn)大型風(fēng)機(jī)塔架疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)，通過(guò)地腳螺栓固定剪力墻，然后將試驗(yàn)件橫置與剪力墻固定，接著將力臂筒與試驗(yàn)件通過(guò)法蘭連接，最后將液壓作動(dòng)器與力臂筒通過(guò)角凳相連。利用液壓作動(dòng)器數(shù)控加載，在關(guān)心區(qū)域通過(guò)布置應(yīng)變片測(cè)出應(yīng)變值，進(jìn)而得出疲勞壽命理論值與試驗(yàn)值。并且提出了一種新的單面四片法，解決了復(fù)雜焊縫交點(diǎn)的布片方式及熱點(diǎn)應(yīng)力求解的難題，本實(shí)用新型可以最大程度的接近真實(shí)載荷對(duì)風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行壽命檢驗(yàn)，方法簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確度高、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)、可行性高，為大型風(fēng)機(jī)塔架的強(qiáng)度試驗(yàn)提供了可行的方案。
【專利說(shuō)明】
大型風(fēng)機(jī)塔架強(qiáng)度試驗(yàn)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及大型風(fēng)機(jī)塔架強(qiáng)度試驗(yàn)，尤其設(shè)及一種大型風(fēng)機(jī)塔架強(qiáng)度試驗(yàn)裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著陸地能源的匿乏和開發(fā)難度的增加，人類對(duì)能源開發(fā)的目光逐漸轉(zhuǎn)向海洋。 風(fēng)能是在可知范圍內(nèi)對(duì)環(huán)境影響最小的綠色能源，風(fēng)機(jī)則是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化成電能的有效裝 置。對(duì)于導(dǎo)管架風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)而言，最容易產(chǎn)生疲勞破壞的地方為支撐巧架與塔筒的過(guò)渡連接 部分，對(duì)于該部分的疲勞強(qiáng)度校核尤其重要。目前，由于試驗(yàn)的耗費(fèi)大，大部分研究均處于 數(shù)值模擬階段。對(duì)于疲勞校核來(lái)說(shuō)，數(shù)值模擬過(guò)程中做了很多假設(shè)，而數(shù)值模擬的誤差有可 能導(dǎo)致所設(shè)及結(jié)構(gòu)的破壞。因此在設(shè)計(jì)階段，不能僅僅局限于數(shù)值模擬，對(duì)大型風(fēng)機(jī)塔架模 型疲勞試驗(yàn)十分必要。
[0003] 風(fēng)機(jī)主要承受的載荷為風(fēng)載荷，而且載荷水平較高，現(xiàn)有的加載系統(tǒng)大部分為點(diǎn) 加載、面加載，加載系統(tǒng)整體高度不高。風(fēng)機(jī)塔架由于塔筒很高，試驗(yàn)?zāi)Ｐ痛瓜蜷L(zhǎng)度也會(huì)比 較大，運(yùn)給試驗(yàn)帶來(lái)了不便。如何對(duì)縱向大尺度結(jié)構(gòu)進(jìn)行疲勞試驗(yàn)，成為了一個(gè)亟待解決的 問(wèn)題。
[0004] 與本實(shí)用新型申請(qǐng)有關(guān)的公開文件有：1、近海風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)一塔架結(jié)構(gòu)體系振動(dòng)監(jiān)測(cè) 與動(dòng)力響應(yīng)分析（中國(guó)水利水電科學(xué)研究院學(xué)報(bào)2013年6月第11卷第2期）；2、海上風(fēng)機(jī)支撐 結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性模型試驗(yàn)研究(地震工程學(xué)報(bào)2014年12月第36卷第3期）。文獻(xiàn)1對(duì)已經(jīng)存在運(yùn) 行的風(fēng)機(jī)進(jìn)行了長(zhǎng)期的粧基礎(chǔ)-塔架結(jié)構(gòu)體系振動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，是對(duì)已經(jīng)設(shè)計(jì)完畢在海場(chǎng)運(yùn) 行的現(xiàn)有風(fēng)機(jī)的監(jiān)測(cè)，而本文設(shè)及的是設(shè)計(jì)階段，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行前期模型疲勞試驗(yàn)，主要 是在人為可控加載環(huán)境下進(jìn)行的準(zhǔn)確定量試驗(yàn)分析，而非自然環(huán)境下對(duì)已建完風(fēng)機(jī)進(jìn)行監(jiān) ，設(shè)及的方面不同；文獻(xiàn)2是在結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性試驗(yàn)平臺(tái)上，建立了 W基礎(chǔ)-塔架-頂部集中 質(zhì)量為一體的風(fēng)機(jī)簡(jiǎn)化分析模型，模型為單粧形式，因此不包含導(dǎo)管架，研究的內(nèi)容為粧基 與砂±的作用。本文研究的為導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)應(yīng)力水平的變化，試驗(yàn)結(jié)構(gòu)W及研究?jī)?nèi)容有很大 差別。
[0005] 綜上所述，已公開發(fā)表的文獻(xiàn)及已申請(qǐng)的專利與本實(shí)用新型均不同。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本實(shí)用新型的目的是為了提供一種設(shè)備投資少、操作簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確度高、貼近真實(shí)載 荷的大型風(fēng)機(jī)塔架而提供一種大型風(fēng)機(jī)塔架強(qiáng)度試驗(yàn)裝置。
[0007] 本實(shí)用新型的目的是運(yùn)樣實(shí)現(xiàn)的：大型風(fēng)機(jī)塔架強(qiáng)度試驗(yàn)裝置，在地基所在的平 面垂直安裝剪力墻，在剪力墻上垂直安裝帶有過(guò)渡段的試驗(yàn)件，試驗(yàn)件的筒體部分通過(guò)法 蘭盤與力臂筒連接，力臂筒的端部通過(guò)角凳與液壓作動(dòng)器連接，所述試驗(yàn)件上貼有=向應(yīng) 變片。
[000引本實(shí)用新型還包括運(yùn)樣一些結(jié)構(gòu)特征：
[0009] I.所述試驗(yàn)件上貼有=向應(yīng)變片是指:對(duì)于試驗(yàn)件上的單焊縫，在每個(gè)關(guān)屯、點(diǎn)貼 兩個(gè)=向應(yīng)變片，且兩個(gè)=向應(yīng)變片與焊趾之間的距離分別是0.5t和1.5t，t是指兩個(gè)=向 應(yīng)變片所在面的壁厚;對(duì)于試驗(yàn)件上的多焊縫的交點(diǎn)處，在每?jī)蓷l焊縫之間的面上貼四個(gè) =向應(yīng)變片，且四個(gè)=向應(yīng)變片中的一號(hào)=向應(yīng)變片的位置是與兩條焊縫之間的距離均是 0.5T、四號(hào)=向應(yīng)變片的位置是與兩條焊縫之間的距離均是1.5T、二號(hào)=向應(yīng)變片和=號(hào) =向應(yīng)變片W-號(hào)=向應(yīng)變片與四號(hào)=向應(yīng)變片連線為對(duì)角線組成正方向布置，T是指四 個(gè)=向應(yīng)變片所在面的壁厚。
[0010] 2. -種大型風(fēng)機(jī)塔架強(qiáng)度試驗(yàn)方法，
[0011] 第一步:液壓作動(dòng)器加載載荷，利用力臂筒的長(zhǎng)度控制彎矩大小模擬真實(shí)風(fēng)載成 分，且載荷為正弦形式，幅值為所需載荷，頻率為風(fēng)載荷模擬頻率；
[0012] 第二步:在第一步所加載荷下，對(duì)試驗(yàn)件進(jìn)行焊趾處熱點(diǎn)應(yīng)力計(jì)算：
[OOU]對(duì)于單焊縫，焊趾處熱點(diǎn)應(yīng)力服的計(jì)算公式是：
[0014] 服= 1.5*Sa-0.5*Sb
[0015] 其中：Sa是距離焊趾1.5t處的第一主應(yīng)力值，Sb距離焊趾0.5t處的第一主應(yīng)力值， 且第一主應(yīng)力值由公^5
和 S = max( I Omax I，I Omin I )求出，S表示第一主應(yīng)力值，川。、64日。、叫日。分別為S向應(yīng)變片的S個(gè)方 向的應(yīng)變值，y為泊松比，E為彈性模量；
[0016] 對(duì)于多焊縫交點(diǎn)處，按照單焊縫焊趾處熱點(diǎn)應(yīng)力的計(jì)算方法，通過(guò)一、二號(hào)應(yīng)變片 求出熱點(diǎn)應(yīng)力HSl，S、四號(hào)應(yīng)變片求出熱點(diǎn)應(yīng)力HS2,通過(guò)一、S號(hào)應(yīng)變片求出熱點(diǎn)應(yīng)力 HS3，通過(guò)二、四號(hào)應(yīng)變片求出熱點(diǎn)應(yīng)力HS4，則焊趾處熱點(diǎn)應(yīng)力HS5的計(jì)算公式是：
[0017] HS5=max( |服5-1 I，|服5-2|，|服5-3| )
[001 引 其中：服 5-1 = 1.5 地 Sl-0.5*服2，
[0019] 服 5-2 = 1.5*服3-0.5*服4，
[0020] HS5-3 = 1.3*Sl-0.3巧4，S1和S4分別為一號(hào)應(yīng)變片和四號(hào)應(yīng)變片的第一主應(yīng)力 值；
[0021] 第=步:利用試驗(yàn)件與真實(shí)風(fēng)機(jī)塔架模型的比例系數(shù)，求出真實(shí)風(fēng)機(jī)塔架的焊趾 處熱點(diǎn)應(yīng)力；
[0022] 第四步:計(jì)算理論壽命值N:
[0023]
[0024] 其中：toga是常數(shù)，m是S-N壽命曲線的斜率，H為焊趾的熱點(diǎn)應(yīng)力值，對(duì)于單焊縫，H =服;對(duì)于多焊縫交點(diǎn)處，H=服5;
[0025] 第五步:將計(jì)算的理論壽命值N與總的加載循環(huán)周期次數(shù)即試驗(yàn)壽命值相比，得出 理論壽命值與試驗(yàn)壽命值的比值。
[0026] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型試驗(yàn)裝置，通過(guò)橫置風(fēng)機(jī) 塔架模型解決了大尺度風(fēng)機(jī)塔架模型載荷難W施加的問(wèn)題，利用模型結(jié)果反推真實(shí)結(jié)構(gòu)， 間解求解疲勞壽命，設(shè)備投資少、操作簡(jiǎn)便、可行性高。通過(guò)可循環(huán)使用的力臂筒調(diào)節(jié)力與 力矩的比例，并用液壓作動(dòng)器數(shù)控加載，經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)、準(zhǔn)確度高、貼近真實(shí)載荷。并且提出了一 種新的單面四片法，解決了對(duì)復(fù)雜焊縫交點(diǎn)處檢測(cè)熱點(diǎn)應(yīng)力的布片方式及計(jì)算方法的難 題，為大型風(fēng)機(jī)塔架的強(qiáng)度試驗(yàn)提供了可行的方案。
【附圖說(shuō)明】

[0027]圖1為本實(shí)用新型的試驗(yàn)機(jī)構(gòu)等軸測(cè)視圖；
[00%]圖2為本實(shí)用新型的試驗(yàn)機(jī)構(gòu)正視圖；
[0029] 圖3為本實(shí)用新型的試驗(yàn)機(jī)構(gòu)側(cè)視圖；
[0030] 圖4為本實(shí)用新型的單焊縫處貼片布置圖；
[0031 ]圖5為本實(shí)用新型的=條焊縫交點(diǎn)處貼片布置圖；
[0032] 圖6為本實(shí)用新型的焊縫交點(diǎn)熱點(diǎn)應(yīng)力推導(dǎo)示意圖。
[0033] 圖中：1、液壓作動(dòng)器;2、將力臂筒與作動(dòng)器連接的角凳;3、力臂筒;4、力臂筒與過(guò) 渡段的連接部分一法蘭盤;5、試驗(yàn)件;6、固定過(guò)渡段的剪力墻;7、帶粧眼的地基，a、b、c、d分 別表示一號(hào)、二號(hào)、S號(hào)、四號(hào)S向應(yīng)變片。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0035] 大型風(fēng)機(jī)塔架過(guò)渡段疲勞試驗(yàn)方法為：
[0036] 1、試驗(yàn)裝置的安裝；
[0037] 根據(jù)所采用的技術(shù)方案，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)搭載沖擊試驗(yàn)裝置。首先用箱型粧組成剪力 墻6,然后將試驗(yàn)件5橫置與剪力墻6用螺栓固定住;接著將力臂筒3與試驗(yàn)件5在法蘭盤4處 連接，最后將液壓作動(dòng)器1與力臂筒3通過(guò)角凳2相連。
[003引 2、試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)布置；
[0039] (1)應(yīng)變測(cè)點(diǎn)數(shù)量及位置通過(guò)W下方法確定
[0040] 通過(guò)數(shù)值仿真方法，在應(yīng)力水平較高的地方貼應(yīng)變片。對(duì)于單焊縫，每個(gè)關(guān)屯、的點(diǎn) 貼兩個(gè)=向應(yīng)變片，分別距離焊趾〇.5t(t為貼片位置的壁厚)與1.5t處，應(yīng)變片的連線垂直 于焊縫方向，如圖4所示;對(duì)于多焊縫交點(diǎn)處，分別垂直每一條焊縫貼片，每?jī)蓷l焊縫夾一個(gè) 面，每個(gè)面上貼四個(gè)片。一號(hào)片位置分別距離各焊縫〇.5t厚度(t為所在面厚度），四號(hào)片位 置分別距離各焊縫1.5t厚度，二、=號(hào)片與一、四號(hào)片W -、四號(hào)片連線為對(duì)角線組成正方 形布置，如圖5所示，每個(gè)面上的貼片位置與距離，如圖6所示。
[0041 ] (2)應(yīng)變片的貼片方法
[0042] 先用角磨機(jī)將貼片位置的噴漆磨掉并將此處磨光滑，然后用粗砂紙繼續(xù)打磨，然 后用細(xì)砂紙進(jìn)行拋光，拋光的時(shí)候，細(xì)砂紙打磨方向與兩個(gè)應(yīng)變片的連線方向成45°夾角。 然后用酒精清洗一遍，再用丙酬清洗一遍，等表面干燥后用固定膠將貼片貼上，用手按壓至 固定膠凝固，然后將=向片的引線通過(guò)導(dǎo)線接在應(yīng)變測(cè)量箱上。
[0043] 3、載荷加載步驟
[0044] 在開機(jī)無(wú)外載荷的情況下對(duì)動(dòng)態(tài)應(yīng)變采集系統(tǒng)平衡清零，然后對(duì)液壓作動(dòng)器的應(yīng) 變反饋系統(tǒng)清零。首先進(jìn)行靜力試驗(yàn)，用靜載荷加載，載荷梯度為十分之一的所需載荷，先 施加壓載，從0噸加載到所需載荷，然后從所需載荷降到0噸;再加載拉載，從0噸加載到所需 載荷，然后從所需載荷降到0噸。
[0045] 然后進(jìn)行疲勞試驗(yàn)，載荷為正弦形式，幅值為所需載荷，頻率為風(fēng)載荷模擬頻率。
[0046] 4、數(shù)據(jù)處理方法
[0047] 根據(jù)單焊縫及多焊縫交點(diǎn)焊趾處熱點(diǎn)應(yīng)力計(jì)算方法對(duì)焊縫焊趾計(jì)算其熱點(diǎn)應(yīng)力， 比較有限元計(jì)算與靜力試驗(yàn)得到的熱點(diǎn)應(yīng)力水平。然后按照挪威船級(jí)社DNV規(guī)范RP-C203計(jì) 算疲勞理論壽命。壽命值計(jì)算公式如下所示：
[004引
[0049] 其中，log ;是常數(shù)，m是S-N壽命曲線的斜率，H為焊趾的熱點(diǎn)應(yīng)力值，對(duì)于單焊縫，H =服;對(duì)于多焊縫交點(diǎn)處，H=服5。
[0050] 在進(jìn)行疲勞試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)測(cè)量的應(yīng)變值瞬間下降較大程度時(shí)，截止此時(shí)，一共加載的 循環(huán)周期次數(shù)即此處的試驗(yàn)壽命值，比較理論壽命值與試驗(yàn)壽命值。
[0051] 然后將實(shí)驗(yàn)結(jié)果通過(guò)比例系數(shù)反推到真實(shí)構(gòu)件，校核真實(shí)構(gòu)件的疲勞壽命。
[0052] 本實(shí)用新型的試驗(yàn)裝置包括:1、液壓作動(dòng)器;2、角凳;3、力臂筒;4、法蘭盤;5、試驗(yàn) 件;6、剪力墻;7、地基。
[0053] 本實(shí)用新型提出的多焊縫焊趾交點(diǎn)處熱點(diǎn)應(yīng)力計(jì)算方法為單面四片法，即通過(guò)每 兩條焊縫間貼四個(gè)=向應(yīng)變片推導(dǎo)焊縫交點(diǎn)焊趾處的熱點(diǎn)應(yīng)力的方法。
[0054] 本實(shí)用新型的目的是運(yùn)樣實(shí)現(xiàn)的：首先用箱型粧組成剪力墻用地腳螺栓與地基固 定，然后將試驗(yàn)件橫置與剪力墻用螺栓固定，接著將力臂筒與試驗(yàn)件在法蘭處連接，最后將 液壓作動(dòng)筒與力臂筒通過(guò)角凳相連。利用液壓作動(dòng)器加載動(dòng)載荷與靜載荷，利用力臂筒的 長(zhǎng)度控制彎矩大小模擬真實(shí)風(fēng)載成分。分別通過(guò)單焊縫及多焊縫交點(diǎn)焊趾處熱點(diǎn)應(yīng)力計(jì)算 方法，在應(yīng)力較大的區(qū)域布置應(yīng)變片并計(jì)算疲勞壽命值。最后通過(guò)模型與真實(shí)構(gòu)件之間的 應(yīng)力比例關(guān)系，將模型試驗(yàn)結(jié)果反推至真實(shí)模型。
[0055] 所述的液壓作動(dòng)器加載動(dòng)載荷與靜載荷的方法是:在無(wú)外載荷的情況下對(duì)動(dòng)態(tài)應(yīng) 變采集系統(tǒng)平衡清零。然后對(duì)加載系統(tǒng)進(jìn)行清零，再加載。運(yùn)樣就能消除試驗(yàn)件橫置導(dǎo)致的 自重對(duì)應(yīng)變結(jié)果的影響。
[0056] 所述的布置應(yīng)變片的方案是:通過(guò)數(shù)值仿真方法，在應(yīng)力水平較高的地方貼應(yīng)變 片。對(duì)于單焊縫，每個(gè)關(guān)屯、的點(diǎn)貼兩個(gè)=向應(yīng)變片，分別距離焊趾〇.5t(t為貼片位置的壁 厚）與1.5t處，應(yīng)變片的連線垂直于焊縫方向，如圖4所示;對(duì)于多焊縫交點(diǎn)處，分別垂直每 一條焊縫貼片，每?jī)蓷l焊縫夾一個(gè)面，每個(gè)面上貼四個(gè)應(yīng)變片(a、b、c、d)。一號(hào)應(yīng)變片位置 分別距離各焊縫0.5t厚度(t為所在面厚度），四號(hào)應(yīng)變片位置分別距離各焊縫1.5t厚度， 二、=號(hào)應(yīng)變片與一、四號(hào)應(yīng)變片W-、四號(hào)應(yīng)變片連線為對(duì)角線組成正方形布置，如圖5所 示，每個(gè)面上的貼片位置與距離，如圖6所示，即單面四片法的布片方式。
[0057] 所述的單焊縫交點(diǎn)焊趾處熱點(diǎn)應(yīng)力計(jì)算方法是:將試驗(yàn)應(yīng)變值代入主應(yīng)力計(jì)算公 式得到第一主應(yīng)力值，第一主應(yīng)力計(jì)算公式如下：
[0化引
[0059] 巧1泊松比，取0.3,6為彈性模量，取2106化，川。、645。、叫〇。分別為單個(gè)應(yīng)變片的各個(gè) 方向的應(yīng)變值。第一主應(yīng)力S =max( I Omaxl，I Ominl )，
[0060] 熱點(diǎn)應(yīng)力值服=1.5*Sa-0.5*Sb，
[0061 ] 其中：Sa是距離焊趾1.5t處的第一主應(yīng)力值，Sb距離焊趾0.5t處的第一主應(yīng)力值。
[0062] 所述的多焊縫交點(diǎn)焊趾處熱點(diǎn)應(yīng)力計(jì)算方法是:按照單焊縫焊趾處計(jì)算熱點(diǎn)應(yīng)力 的方法，首先通過(guò)一、二號(hào)應(yīng)變片求出HSl，S、四應(yīng)變片求出熱點(diǎn)應(yīng)力HS2,通過(guò)一、S號(hào)應(yīng) 變片求出熱點(diǎn)應(yīng)力HS3,通過(guò)二、四號(hào)應(yīng)變片求出熱點(diǎn)應(yīng)力HS4,然后通過(guò)如下公式求出HS5。 HS5-1 = 1.5*HSl-0.5*HS2、HS5-2 = 1.5*HS3-0.5*服4、HS5-3 = 1.3*Sl-0.3巧4，HS5=max (|HS5-1|，|HS5-2|，I服5-3|)，Sl和S4分別為一號(hào)應(yīng)變片和四號(hào)應(yīng)變片的第一主應(yīng)力值，即 單面四片法的計(jì)算法則。
[0063] 所述的反推到真實(shí)模型的方法是，通過(guò)有限元計(jì)算縮尺模型與真實(shí)模型的應(yīng)力比 例系數(shù)，用模型試驗(yàn)得到的應(yīng)力乘W比例系數(shù)，反推得到真實(shí)模型的主應(yīng)力水平，從而根據(jù) 規(guī)范公式求出真實(shí)模型的疲勞壽命。
[0064] 本實(shí)用新型設(shè)及的是一種大型風(fēng)機(jī)塔架疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)檢測(cè)方法，具體的說(shuō)是一種 大型風(fēng)機(jī)塔架通過(guò)縮比模型測(cè)量疲勞強(qiáng)度的檢測(cè)方法。本實(shí)用新型還設(shè)及到風(fēng)機(jī)塔架縮比 模型試驗(yàn)的固定安裝及連接裝置。
[0065] 本實(shí)用新型提供的是一種大型風(fēng)機(jī)塔架的疲勞壽命檢測(cè)方法及裝置。目的在于實(shí) 現(xiàn)大型風(fēng)機(jī)塔架疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)。本實(shí)用新型通過(guò)地腳螺栓固定剪力墻，然后將試驗(yàn)件橫置 與剪力墻固定，接著將力臂筒與試驗(yàn)件通過(guò)法蘭連接，最后將液壓作動(dòng)器與力臂筒通過(guò)角 凳相連。利用液壓作動(dòng)器數(shù)控加載，在關(guān)屯、區(qū)域通過(guò)布置應(yīng)變片測(cè)出應(yīng)變值，進(jìn)而得出疲勞 壽命理論值與試驗(yàn)值。并且提出了一種新的單面四片法，解決了復(fù)雜焊縫交點(diǎn)的布片方式 及熱點(diǎn)應(yīng)力求解的難題，本實(shí)用新型可W最大程度的接近真實(shí)載荷對(duì)風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn) 行壽命檢驗(yàn)，方法簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確度高、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)、可行性高，為大型風(fēng)機(jī)塔架的強(qiáng)度試驗(yàn)提供了 可行的方案
[0066] 大型風(fēng)機(jī)塔架強(qiáng)度試驗(yàn)裝置，包括液壓作動(dòng)器、角凳、力臂筒、法蘭盤、試驗(yàn)件、剪 力墻、地基，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)搭載疲勞試驗(yàn)裝置，首先用箱型粧組成剪力墻，利用地腳螺栓將剪 力墻與地基剛固，然后將試驗(yàn)件橫置與剪力墻用高強(qiáng)螺栓固定住，接著將力臂筒與試驗(yàn)件 在法蘭盤連接，最后將液壓作動(dòng)筒與力臂筒通過(guò)角凳相連。
[0067] 大型風(fēng)機(jī)塔架強(qiáng)度試驗(yàn)檢驗(yàn)方法，利用液壓作動(dòng)器加載動(dòng)載荷與靜載荷，利用力 臂筒的長(zhǎng)度控制彎矩大小模擬真實(shí)風(fēng)載成分，分別通過(guò)單焊縫及多焊縫交點(diǎn)焊趾處熱點(diǎn)應(yīng) 力計(jì)算方法，在應(yīng)力較大的區(qū)域布置應(yīng)變片并計(jì)算疲勞壽命值，最后通過(guò)模型與真實(shí)構(gòu)件 之間的應(yīng)力比例關(guān)系，將模型試驗(yàn)結(jié)果反推至真實(shí)模型。
[0068] 所述的多焊縫交點(diǎn)焊趾處熱點(diǎn)應(yīng)力計(jì)算方法：
[0069] (1)布片方式：
[0070] 每?jī)蓷l焊縫夾一個(gè)面，每個(gè)面上貼四個(gè)片，一號(hào)片位置分別距離各焊縫0.5t厚度 (t為所在面厚度），四號(hào)片位置分別距離各焊縫1.5t厚度，二、=號(hào)片與一、四號(hào)片W-、四 號(hào)片連線為對(duì)角線組成正方形布置，即單面四片法；
[0071] (2)計(jì)算法則：
[0072] 每一面按照單焊縫焊趾處計(jì)算熱點(diǎn)應(yīng)力的方法，首先通過(guò)一、二號(hào)應(yīng)變片求出熱 點(diǎn)應(yīng)力服1，S、四應(yīng)變片求出熱點(diǎn)應(yīng)力服2,通過(guò)一、S號(hào)應(yīng)變片求出熱點(diǎn)應(yīng)力服3,通過(guò)二、 四號(hào)應(yīng)變片求出熱點(diǎn)應(yīng)力HS4，然后通過(guò)如下公式求出HS5 ,HS5-1 = 1.5地Sl-0.5地S2、HS5- 2 = 1.5地S3-0.5地S4、服5-3 = 1.3*Sl-0.3巧4,服5=max( I服5-11，I服5-2|，I服5-3| )。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 大型風(fēng)機(jī)塔架強(qiáng)度試驗(yàn)裝置，其特征在于:在地基所在的平面垂直安裝剪力墻，在剪 力墻上垂直安裝帶有過(guò)渡段的試驗(yàn)件，試驗(yàn)件的筒體部分通過(guò)法蘭盤與力臂筒連接，力臂 筒的端部通過(guò)角凳與液壓作動(dòng)器連接，所述試驗(yàn)件上貼有三向應(yīng)變片。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型風(fēng)機(jī)塔架強(qiáng)度試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述試驗(yàn)件上貼有 三向應(yīng)變片是指:對(duì)于試驗(yàn)件上的單焊縫，在每個(gè)關(guān)心點(diǎn)貼兩個(gè)三向應(yīng)變片，且兩個(gè)三向應(yīng) 變片與焊趾之間的距離分別是〇. 5t和1.5t，t是指兩個(gè)三向應(yīng)變片所在面的壁厚;對(duì)于試驗(yàn) 件上的多焊縫的交點(diǎn)處，在每?jī)蓷l焊縫之間的面上貼四個(gè)三向應(yīng)變片，且四個(gè)三向應(yīng)變片 中的一號(hào)三向應(yīng)變片的位置是與兩條焊縫之間的距離均是0.5T、四號(hào)三向應(yīng)變片的位置是 與兩條焊縫之間的距離均是1.5T、二號(hào)三向應(yīng)變片和三號(hào)三向應(yīng)變片以一號(hào)三向應(yīng)變片與 四號(hào)三向應(yīng)變片連線為對(duì)角線組成正方向布置，T是指四個(gè)三向應(yīng)變片所在面的壁厚。
【文檔編號(hào)】G01M99/00GK205719585SQ201620212306
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年3月18日
【發(fā)明人】曲先強(qiáng), 秦培江, 謝耀國(guó), 馬永亮, 韓超帥, 崔洪斌, 李新飛, 朱德強(qiáng)
【申請(qǐng)人】哈爾濱工程大學(xué)