CN109737015B - 水平轴复合材料风力机叶片力学性能实验测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了水平轴复合材料风力机叶片力学性能实验测试装置，主要涉及力学测试设备领域。包括基座，水平校正台和定位车；所述基座底部为固定座，基座上部为安装座，安装座上设置固定法兰，叶片通过螺栓固定在固定法兰上，水平校正台固定在固定座上与固定法兰同侧，水平校正台上设置有测距模块来检测定位车到水平校正台的距离；定位车包括水平台、底座和调整架，水平台的顶面的形心上固定有激光投线仪，所述底座通过调整架与水平台固定连接，水平台的两侧分别设置有水平标盘，两个水平标盘为同一平面，水平标盘的中心距与两个激光测距仪的测距口间距相等。本发明的有益效果在于：能在指定距离上向叶片上投射激光束进行定位。

Description

水平轴复合材料风力机叶片力学性能实验测试装置

技术领域

本发明涉及风机叶片性能测试领域，具体是水平轴复合材料风力机叶片力学性能实验测试装置。

背景技术

风力机叶片大多是由玻璃纤维织物与环氧树脂复合制成，由于复合材料叶片通过多次玻璃纤维织物铺层形成，力学特性具有各向异性。叶片的力学性能取决于玻璃纤维织物铺层方式和织物中纤维组份排列情况。叶片受载荷作用破坏前变形小，不同结构玻璃纤维织物增强的复合材料叶片，在进行叶片静力载荷实验、叶片振动阶跃响应实验和叶片静力强度破坏性实验时都会在叶片表面贴装应变片，通过应变片的电阻变化来反应应变片所在位置的形变情况，并需要通过多次重复实验来提高实验精度，另外，贴应变片时的位置偏差也会影响数据分析精度。

发明内容

本发明的目的在于提供水平轴复合材料风力机叶片力学性能实验测试装置，它能在指定距离上向叶片上投射激光束进行定位。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

水平轴复合材料风力机叶片力学性能实验测试装置，包括基座，水平校正台和定位车；

所述基座底部为固定座，所述基座上部为安装座，所述安装座上设置固定法兰，所述固定法兰设置在安装座的一侧，所述固定法兰端面与水平面垂直，所述叶片通过螺栓固定在固定法兰上，叶片为水平方向放置；

所述水平校正台固定在固定座上与固定法兰同侧，所述水平校正台平行于固定法兰布置，所述水平校正台上设置有测距模块来检测定位车到水平校正台的距离；

所述定位车包括水平台、底座和调整架，所述水平台的顶面的形心上固定有激光投线仪，所述底座通过调整架与水平台固定连接，所述水平台的两侧分别设置有水平标盘，两个所述水平标盘为同一平面，所述水平标盘的中心距与两个激光测距仪的测距口间距相等。

所述测距模块包括高度滑台，所述水平校正台与高度滑台滑动连接，所述高度滑台垂直于水平面方向移动，所述高度滑台上滑动连接有水平滑台，所述水平滑台在高度滑台上沿水平方向滑动，所述水平滑台水平方向上的两端分别设置有激光测距仪。

所述水平滑台上固定有用于显示激光测距仪所测得的数据的显示屏。

所述激光测距仪发射的激光中有可见的红光指示测距的方向。

所述调整架包括四个调整柱，所述调整柱为光轴结构，所述调整柱上滑动连接有滑套，所述滑套外侧铰接有支撑杆，所述支撑杆与滑套的铰接轴与滑套轴线垂直，所述支撑杆另一端与水平台底面球铰连接。

所述滑套的侧壁上设置有垂直于滑套轴向的锁紧螺钉。

所述水平标盘垂直于水平台顶面，所述水平标盘上设置有圆形靶盘的刻线，两个所述圆形靶盘中心点到水平台上表面的距离相等，两个所述圆形靶盘中心点的水平方向间距与两个激光测距仪发出的激光的间距相同。

对比现有技术，本发明的有益效果在于：

使用时需要让两个激光测距分别发射的测距激光落在定位车上水平标盘上，而且要落在圆形靶盘的刻线的中心位置，两个激光测距仪测得两个水平标盘的距离相等时说明圆形靶盘中心点的连心线平行于水平矫正台，此时测距激光的发射高度和水平方向位置为固定值，通过观察投线仪顶部设置的万向水平泡将定位车的水平台调整到水平状态，激光投线仪可以在正上方投出一个交叉的十字激光束，而且有一条线是平行于水平矫正台的，激光投线仪投出的激光束会打在叶片上，十字交叉点在激光投线仪的正上方，这样确定叶片上的某个位置与水平校正台的距离，更好的减少应变片在贴装时在同一截面的距离误差，可以在测试过程中得到更准确的数据。

附图说明

附图1是本发明的结构立体示意图。

附图2是本发明的A部放大图。

附图3是本发明的定位车俯视视角的结构立体图。

附图4是本发明的定位车仰视视角的结构立体图。

附图中所示标号：

1、基座；2、水平校正台；3、定位车；4、固定座；5、安装座；6、高度滑台；7、水平滑台；8、激光测距仪；9、显示屏；10、水平台；11、底座；12、调整柱；13、万向水平泡；14、激光投线仪；15、滑套；16、支撑杆；17、锁紧螺钉；18、铰接台；19、水平标盘；20、激光射口；21、第一丝杠电机；22、第二丝杠电机；23、圆形靶盘；24、叶片。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

实施例：水平轴复合材料风力机叶片力学性能实验测试装置，包括基座1，水平校正台2和定位车3，所述基座1底部为固定座4，所述基座1上部为安装座5，所述安装座5上设置固定法兰，所述固定法兰设置在安装座5的一侧，所述固定法兰端面与水平面垂直，所述叶片24通过螺栓固定在固定法兰上，叶片24为水平方向放置。

所述水平校正台2固定在固定座4的一侧，所述水平校正台2与固定法兰为同侧布置，所述水平校正台2平行于固定法兰布置，所述水平校正台2上设置有高度滑台6，所述水平校正台2水平方向的长度与高度滑台6水平方向的长度相等，所述高度滑台6垂直于水平面方向移动，高度滑台6与水平校正台2滑动连接，所述水平校正台2上水平方向的两端分别固定有竖直方向的直线导轨，所述高度滑台6上固定有滑块，所述高度滑台6通过滑块和直线导轨配合实现高度滑台6与水平校正台2的滑动连接，所述水平校正台2顶部设置有第一丝杠电机21，所述第一丝杠电机21的丝杠竖直方向布置，所述高度滑台6上设置有与第一丝杠电机21丝杠相配合的丝杠螺母。

所述高度滑台6上滑动连接有水平滑台7，所述水平滑台7在高度滑台6上沿水平方向滑动，所高度滑台6上固定有水平方向的直线导轨，所述水平滑台7上固定有与直线导轨配合的滑块，所述水平滑台7通过滑块和直线导轨配合实现水平滑台7与高度滑台6之间的相互滑动，所述高度滑台6水平方向的一端设置有第二丝杠电机22，所述第二丝杠电机22的丝杠水平方向布置，所述水平滑台7上设置有与第二丝杠电机22的丝杠相配合的丝杠螺母。

所述水平滑台7水平方向上的两端分别设置有激光测距仪8，所述激光测距仪8检测水平方向中垂直于水平校正台2的物体距离，所述激光测距仪8可以通过激光进行测距，同时发射的激光中有可见的红光指示测距的方向，观测者可以通过激光测距仪8发出的红光调整定位车3的位置，使定位车3始终在可定位的范围内，所述水平滑台7上固定有显示屏9，用于显示激光测距仪8所测得的数据。

所述定位车3包括水平台10、底座11和调整架，所述水平台10的顶面的形心上固定有激光投线仪14，所述激光投线仪14上在水平台10的顶面四个方向上都有激光射口20，所述激光投线仪14可以投出线条状的激光图案，所述激光投线仪14可投射出两束相互垂直的激光，将投线仪可以将激光投射到叶片24上，这样就可以确定应变片的固定位置，所述投线仪顶部设置有圆形的万向水平泡13，用于判断水平台10是否处于水平状态，所述底座11底部固定有带刹车的万象脚轮，所底座11通过调整架与水平台10固定连接。

所述调整架包括四个调整柱12，所述调整柱12为光轴结构，所述调整柱12上设置有滑套15，所述滑套15与光轴滑动连接，所述滑套15外侧铰接有支撑杆16，所述支撑杆16与滑套15的铰接轴与滑套15轴线垂直，所述滑套15的侧壁上设置有垂直于滑套15轴向的锁紧螺钉17，所述支撑杆16另一端设置有球型头，所述水平台10底面沿以形心为圆心的圆上均匀设置有四个铰接台18，所述铰接台18设置有与球形头相配合的球型槽，所述球型槽与与球形头相配合实现球铰结构，所述两个不相邻的铰接台18的连心线与两个不相邻的激光射口20的连心线相平行。

所述水平台10的两侧分别设置有水平标盘19，两个所述水平标盘19为同一平面，所述水平标盘19垂直于水平台10顶面，所述水平标盘19上设置有圆形靶盘23的刻线，两个所述圆形靶盘23中心点到水平台10上表面的距离相等，两个所述圆形靶盘23中心点的水平方向间距与两个激光测距仪8发出的激光的间距相同。

这样在调整水平状态时可以向调整与水平标盘19在平面上的两个处于对角位置的铰接台18相对应的滑套15，松开锁紧螺钉17调整两个水平标盘19上的圆形靶盘23的刻线的中心处于同一高度，使两束测距激光分别落在两个圆形靶盘23的刻线的中心位置，再调整另外两个滑套15高度。

先确定需要画线的位置，在通过高度滑台6和水平滑台7调整使激光测距仪8发射的激光通过要画线位置的下方，需要让两个激光测距分别发射的测距激光落在定位车3上水平标盘19上，而且要落在圆形靶盘23的刻线的中心位置，两个激光测距仪8测得两个水平标盘19的距离相等时说明圆形靶盘23中心点的连心线平行于水平矫正台，此时测距激光的发射高度度和水平方向位置为固定值，通过观察投线仪顶部设置的万向水平泡13将定位车3的水平台10调整到水平状态，保持水平泡水平限制了激光投线仪14的三个转动自由度，此时激光投线仪14在整个测试装置中的的位置为确定值，激光投线仪14可以在正上方投出一个交叉的十字激光束，而且有一条线是平行于水平矫正台的，激光投线仪14投出的激光束会打在叶片24上，十字交叉点在激光投线仪14的正上方，这样叶片24上的某个位置将与水平校正台2的距离是确定的，这样在贴应变片时比传统尺子测量的精度要高，测试过程中应变片贴装常常是在一个截面上都有有，这样可以较好的反应该截面的受力情况，而且可以标记一个截面，更好的减少应变片在贴装时在同一截面的距离误差，可以在测试过程中得到更准确的数据。

Claims (7)

1.水平轴复合材料风力机叶片力学性能实验测试装置，其特征在于：包括基座(1)，水平校正台(2)和定位车(3)；

所述基座(1)底部为固定座(4)，所述基座(1)上部为安装座(5)，所述安装座(5)上设置固定法兰，所述固定法兰设置在安装座(5)的一侧，所述固定法兰端面与水平面垂直，所述叶片通过螺栓固定在固定法兰上，叶片为水平方向放置；

所述水平校正台(2)固定在固定座(4)上与固定法兰同侧，所述水平校正台(2)平行于固定法兰布置，所述水平校正台(2)上设置有测距模块来检测定位车(3)到水平校正台(2)的距离；

所述定位车(3)包括水平台(10)、底座(11)和调整架，所述水平台(10)的顶面的形心上固定有激光投线仪(14)，所述底座(11)通过调整架与水平台(10)固定连接，所述水平台(10)的两侧分别设置有水平标盘(19)，两个所述水平标盘(19)为同一平面，所述水平标盘(19)的中心距与两个激光测距仪(8)的测距口间距相等。

2.根据权利要求1所述水平轴复合材料风力机叶片力学性能实验测试装置，其特征在于：所述测距模块包括高度滑台(6)，所述水平校正台(2)与高度滑台(6)滑动连接，所述高度滑台(6)垂直于水平面方向移动，所述高度滑台(6)上滑动连接有水平滑台(7)，所述水平滑台(7)在高度滑台(6)上沿水平方向滑动，所述水平滑台(7)水平方向上的两端分别设置有激光测距仪(8)。

3.根据权利要求2所述水平轴复合材料风力机叶片力学性能实验测试装置，其特征在于：所述水平滑台(7)上固定有用于显示激光测距仪(8)所测数据的显示屏(9)。

4.根据权利要求2所述水平轴复合材料风力机叶片力学性能实验测试装置，其特征在于：所述激光测距仪(8)发射的激光中有可见的红光指示测距的方向。

5.根据权利要求1所述水平轴复合材料风力机叶片力学性能实验测试装置，其特征在于：所述调整架包括四个调整柱(12)，所述调整柱(12)为光轴结构，所述调整柱(12)上滑动连接有滑套(15)，所述滑套(15)外侧铰接有支撑杆(16)，所述支撑杆(16)与滑套(15)的铰接轴与滑套(15)轴线垂直，所述支撑杆(16)另一端与水平台(10)底面球铰连接。

6.根据权利要求5所述水平轴复合材料风力机叶片力学性能实验测试装置，其特征在于：所述滑套(15)的侧壁上设置有垂直于滑套(15)轴向的锁紧螺钉(17)。

7.根据权利要求1所述水平轴复合材料风力机叶片力学性能实验测试装置，其特征在于：所述水平标盘(19)垂直于水平台(10)顶面，所述水平标盘(19)上设置有圆形靶盘(23)的刻线，两个所述圆形靶盘(23)中心点到水平台(10)上表面的距离相等，两个所述圆形靶盘(23)中心点的水平方向间距与两个激光测距仪(8)发出的激光的间距相同。

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