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风能展技术论坛(二)—叶片材料的疲劳测试
作者:Admin | 发布时间:2013-10-25 14:26:40 | 点击次数:4822 | 来源:北极星
 
       

20131017日,北京国际风能暨展览会—风电技术论坛。英斯特朗公司Peter Bailey先生给大家带来:叶片材料的疲劳测试。

以下是全文: Peter Bailey:大家上午好!我是Peter Bailey,来自于英斯特朗,希望大家能听说过我们的公司,我们也是一个设备和材料制造商,我们也是在材料测试方面做的非常顶尖的一家企业。我的发言主要是叶片材料的疲劳测试。关于叶片材料测试在欧洲和北美市场已经发展非常快了,这个问题就是成本和生命周期给和的问题。无论怎么样,我们的系统是更加简化,整个风机生产过程中疲劳测试都非常重要。比如风机制造商,GE、西门子等等都进行了相关材料的疲劳测试,他们有相关测试的基地,也有专门进行疲劳测试的研究人员。

主要的问题:如果我们想要做疲劳测试,对大规模复合材料进行测试的话,热相关的性能是需要考虑特别的重点。复合材料的样本,非常缓慢,8周才可以完成,是不是可以在更高的赫兹情况下完成呢?低载荷情况下室温的情况,高载荷情况下可能升温会达到20度,所以我们是不是要把频率降低?还是怎么样?或者说我们都要把这些考虑进来?这些是我们必须要结合考虑的问题。这个图是循环热效果的情况,有一些热成像的图片,1分钟到8分钟,到最后16分钟的测试,随着时间和温度的推移这个情况变得越来越糟。是不是有什么解决办法可以控制样本中的温度?热效率是不是和频率相关?热的损失也是仅仅依赖于样本的这些温度和环境,所以我们怎么办?如果我们改变频率的话,我们可以平衡加热和冷却的比例,达到一种平衡,同时以一种我们需要样本温度下进行。但是它不是这么简单的问题,测试过程中是很复杂的,我们必须要处理好和温度相关的问题,关系既不是线性的也不是恒定的。这里可以看到应用的张力,包括热效率的情况,包括损失,包括样本温度的升高,以及对于环境的热损失等等,所有这些都形成了一个复杂的环境。

我们在测试刚才当中要根据这些不同的变化来进行调整,随着温度的变化,其他的相关指数也会出现相关的变化。在不同的温度情况下,我们的样本损失的情况,破坏的情况也是不太一样的。随着温度的不断提升,疲劳寿命肯定也会得到减少。

看一些例子和我们可以采取的一些办法,如果改变频率,保持平衡的话,这个虚线可以设为频率,我们建议是5赫兹的情况下,在这个区间当中可以看到这个坐标轴上不同的情况,横轴是时间,随着时间的推移温度出现了不同的情况。从最开始到后面持续的过程,最后达到了15赫兹出现三倍频率变化情况下,仍可以使温度保持比较稳定。甚至有些情况下温度还出现了降低。整个过程通过频率的变化保证温度的平衡。当样本变得太热之前,我们要避免过热的情况出现。()这个图上可以看到起始频率可能太高了,系统出现了极大的频率降低,以便于温度不至于升的过高。这是一个比较可靠的测试结果。 

看一下我们所担忧的问题和所得到的成果进行比较,低载荷情况下,即使频率非常小的变化也会给我们进行测试的时间得到大量的节省,不用做很多无用的工作。另外我们过去可能用几周的时间做测试,通过这样的控制节省了大量的时间成本。

另外得到控制的温度也可以减少数据的偏差,使得数据结果能够更好的反应真实的情况。比较一下之前相关标准,会发现并没有严重遵从ASTM或者ISO的标准。另外我们的数据有可能和现存的一些办法是不太一样的,有一些差别。但是我们的情况不同,所以具体问题还得具体分析。我们的数据应该是更加可靠的。

固定频率需要55天,用了新的系统整个测试40天就够了,节省了四分之一的时间也节省了大量的资金成本。

2013Instron发布了新的WaveMatrix版本,它内含适应性频率控制的功能,整个软件中内置的,首先是测试更加简单、可靠,同时温度的控制、衡量也可以通过控制器进行调整,同时我们也可以节省大量的成本,同时也可以通过我们自己的调节适应自己的情况。这样的一种做法,对整个业界来讲都是带来了很大的利益。所以我们把现有的结果和实际测试结果相比较,就可以在测试过程中频率等相关控制变得更加的简单和有效。

 
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