翁振輝：各位領導、專家們，上午好，我是來自艾郎科技股份有限公司的翁振輝，我一直在艾郎從事葉片結構設計和測試認證方面的工作。我今天發(fā)言的主題是《葉片測試技術的發(fā)展和應用》。主要是談兩個部分：第一，葉片測試技術的發(fā)展大致歷程。第二，疲勞測試技術的發(fā)展和使用情況。

隨著這幾年風電行業(yè)迅猛發(fā)展，葉片越做越大，葉片的長度從十年前的40米、50米一直發(fā)展到現在90米，甚至到今年的110米、120米長度。為了適應平價時代的到來，如何充分地利用材料的性能來進行葉片的輕量化設計，就成了產品是否具有競爭力的關鍵因素。如何協(xié)調低成本的目標和產品的安全性的矛盾？就如金風科技老總所說，這不是幾個工程師加班能解決的問題，而是需要充分的技術積累和大量的實驗，包括材料級別、部件級別及全尺寸級別的測試和驗證。葉片的全尺寸結構測試作為葉片安全性驗證最后一個環(huán)節(jié)顯得格外重要了。如果從材料、設計一直到工藝、生產質量各個環(huán)節(jié)如果出了問題，則很有可能在葉片全尺寸測試上暴露出來。

舉個例子，結構膠在材料級別測試中進行用于極限測試和疲勞測試，但在產品中，不同位置的粘貼形式是多種多樣的，比如在后緣粘貼形狀有L型，有帶弧線，前緣和主梁腹板上的結構膠，不同的膠厚、結構膠的形狀等使之存在差異，在結構膠強度驗證方面全尺寸測試顯得格外重要。

第一部分的主要內容是關于葉片測試技術的發(fā)展。伴隨著行業(yè)發(fā)展，葉片測試的內容和要求也在不斷地提高，在十年前，我們根據相關規(guī)范做葉片測試主要指葉片的靜力測試，對疲勞測試沒有做強制要求。隨著2014年新標準頒布以來，一直到現在，目前做的測試包含全尺寸的靜力測試、疲勞測試、屬性測試及重量、頻率、剛度及一些前沿的廠商比較關注的流轉剛度、剪切中心的測試。

葉片靜力測試主要的目的是為了驗證葉片在設計運行壽命中所承受的極限載荷的能力。同時，通過葉片在測試載荷下的應變和變形的響應來驗證設計。

（PPT圖示）這里顯示了去年8月份，在艾郎南通實驗室進行的全尺寸靜力測試，當時做得是四個主方向的測試，但近幾年，在對葉片進行360度Polar載荷驗證時發(fā)現葉片在其他結構也有安全性系數點，很多廠商做葉片設計時會考慮polar載荷對葉片結構的影響。

為了適應百米機葉片測試的需求，加載點從原來6個點增加到現在8到12個點，加載的裝置從原來液壓更新到現在四伏電擊。因為測試方案的局限性，即使是大葉片測試也有低載加載點。并不是所有的加載點都有很大載荷，通過不同量程力傳配置和加載算法的優(yōu)化提高實驗的精度。

葉片屬性測試方面包括葉片的重量、頻率及彎曲剛度、扭轉剛度、剪切重心的測試。

關于疲勞測試的發(fā)展。葉片疲勞測試可以驗證葉片在設計運行壽命中承受疲勞載荷的能力，在葉片材料設計工藝及制造過程中所存在的問題，通常都是經過疲勞測試中展現、暴露出來，特別是近兩年葉片越做越大，加上輕量化的設計，這兩年聽說有各種各樣的問題出現，比如皺褶造成的開裂，結構膠的開裂等等。這時候如何制定合理的實驗方案，在測試驗證區(qū)域達到目標載荷同時減少過度測試對葉片造成的損傷，這是設計人員需要關注的問題。

（PPT圖示）首先，葉根方面，在往常實驗中是大家經常忽略的部分，但從現在看來，這也是很重要的部分。測試過程中，由于測試螺桿斷裂的問題造成葉片測試的中斷，不僅會耽誤測試的周期，而且還會引起根部受力的部件造成損傷。我們經過大量的根本原因的分析，發(fā)現預緊力施加不當是螺栓斷裂的主要原因。液壓扳手校準工裝是我們自己設計的，用來膠狀液壓扳手，同時在葉片測試過程中，監(jiān)控預緊力的變化，按需要更換螺栓，可以減少螺桿斷裂造成的實驗停止，保證葉片測試結構根部的安全。

關于疲勞測試標定，這是常規(guī)工作，大家可能經常忽略這部分工作，其實這是非常重要的事情，特別是我們和一些國際客戶進行交流時也發(fā)現，疲勞測試標定的數據的精度對測試結果具有非常大的影響。即使我們有1%的偏差，在疲勞測試時計算累計損傷時有可能造成10%的累計損傷的偏差。所以我們在做疲勞測試標定時，都需要進行可重復性的校核工作。當標定的精度不滿足要求時，我們就要進行原因分析，是否加載點精度問題，還是葉片本身有損傷，都要進行詳細的分析并解決。

第三部分，均值載荷對葉片疲勞測試的影響。目前常規(guī)的疲勞測試方案并沒有考慮到均值載荷對測試的影響，但實際上由于復合材料的特性，不同的數值之間的性能存在差異。在葉片測試過程中，葉片的自重及加載的設備、夾具帶來的彎矩會對葉片測試的均值造成影響，均值不是0。我們考慮葉片自重均值影響時，部分截面的材料可能存在過度測試的問題。即常規(guī)使用的測試方法，測試載荷有可能偏大，過度測試增加了測試的額外風險。所以在葉片測試時，設計人員在設計測試方案會更多考慮均值對疲勞測試載荷的影響。一方面是為了避免過度測試造成不必要的損傷，也避免由于測試載荷不足造成葉片的風險。

關于疲勞測試設備方面。目前主要有三個類型的疲勞加載設計，一是直線式的疲勞加載設計。這也是艾郎一直在用的，載荷控制非常好，但可能氣振能力有限，可以慢慢退出使用了。第二，離心式的疲勞加載設備，該設備結構非常簡單，成本低廉，但自身重量比較大，特別是在大葉片的測試上有額外的自重載荷。第三，目前引入的由同濟大學團隊開發(fā)的牽引式疲勞測試系統(tǒng)。

 一開始我們引入設備是基于100米及大葉片測試碰到疲勞測試載荷不足的困難而尋找的解決方案，它的自身重量比較大，100米以上葉片疲勞測試需要更大功率的設備。這么大設備的重量收縮了設計人員通過葉片的配重調整載荷的空間，同時重量加大，使測試的頻率大大降低，加強測試的周期。牽引式疲勞加載系統(tǒng)是模塊化設計，可以疊加多臺設備滿足大葉片的測試需求。

（PPT圖示）這里展示得是去年一款80米級別的葉片使用牽引式設備加載實驗。控制軟件也具有自動調節(jié)載荷的功能，可以通過傳感器實時監(jiān)控葉片頻率的變化調節(jié)頻率，也可以同步調整載荷。

（PPT圖示）該視頻是進行的單點雙模塊的疲勞加載。右邊是雙軸疲勞加載的實驗，很遺憾，因為上海疫情的原因，原本今年上半年將在實驗室進行的牽引式疲勞的雙軸加載實驗推遲了，推遲到今年下半年進行，所以雙軸方面目前就放了當時在上海實驗室進行的雙軸加載的實驗。

牽引加載設備有什么弊端？目前比較大的弊端是牽引纜繩強度的問題，該問題我們和同濟大學的團隊進行了大量實驗，目前基本上滿足日常的測試需求。

最后給大家分享我們南通測試臺的基本情況。艾郎的南通實驗臺從去年7月份開始運營到現在進行了10款左右的葉片測試，葉片長度從80米覆蓋到接近110米，我們總共有4個工位，能測試120米以上的葉片，大家如果有需要的話可以會后與我們聯系。

以上是我今天發(fā)言的全部內容，謝謝！

（文章內容來自于現場速記，未經本人審核）