国内外学者对风电叶片疲劳测试进行了广泛研究,取得了许多重要进展,未来双轴共振式全尺寸结构疲劳测试将成为大型MW级叶片全尺寸结构疲劳测试的主要方式。然而,由于双轴共振式全尺寸结构疲劳测试理论尚不成熟,目前限制其工程应用的关键问题体现在以下三个方面:
(1)通过一定样本数量的疲劳试验数据或依赖于经验方法进行建模,限制了P-S-N曲线和P-CLD模型在叶片疲劳测试目标载荷计算中的应用,这是双轴共振式全尺寸结构疲劳测试理论存在的关键问题之一。
(2)优化算法是整个计算框架的核心,应具备算法简单、易编程、收敛速度快、可对测试载荷幅值计算方法和目标载荷计算方法进行集成调用等优点;测试载荷幅值计算方法是计算框架的重要组成部分,需要集成到优化算法中,在对测试系统进行一定简化的前提下,实现快速、准确的测试载荷幅值计算;目标载荷计算方法是计算框架的另一重要组成部分,同样需要集成到优化算法中,在每次优化迭代时,根据当前加载方案计算相应的目标载荷,因此需要对现有目标载荷计算方法进行改进,提高计算框架整体效率。
(3) 在双轴共振加载条件下,挥舞和摆振方向激振器的加载频率分别与叶片一阶挥舞和摆振固有频率接近,考虑到二者不成整数比关系,由激振力产生的挥舞和摆振方向弯矩不可避免的存在耦合现象,因此叶片截面将作无规则往复运动,此时截面应变响应不再是正弦信号,导致测试过程中无法直接利用应变响应对加载系统进行控制,这是双轴共振式全尺寸结构疲劳测试理论存在的另一关键问题。