ГОСТ Р 54418.23-2019 (МЭК 61400-23:2014) Возобновляемая энергетика. Ветроэнергетика. Установки ветроэнергетические. Часть 23. Полномасштабные испытания лопастей ротора на прочность

Приложение E
(справочное)

     
Различие между расчетной и испытательной нагрузками

E.1 Общие положения

Испытание лопасти следует проводить в расчетных для лопасти условиях. Однако на практике существует множество ограничений возможности выполнения таких испытаний. В результате этих ограничений необходимы некоторые изменения и допущения в проведении статических и усталостных испытаний лопасти.

E.2 Приложение нагрузки

Во время испытаний приложенная нагрузка, как правило, концентрируется в секциях вдоль размаха лопасти. Из-за концентрации нагрузки и возможности упрочнения поперечного сечения, можно предотвратить ожидаемую деформацию поперечного сечения, что изменит напряжение лопасти и/или локальное усилие. Поэтому эти точки приложения нагрузки должны находиться в стороне от испытуемых областей (см. 9.2 и приложение B).

E.3 Крутящие моменты и сдвиг

При статическом испытании лопасти обычно нагружают в ограниченном числе секций - в местах, где распределена идеальная испытательная нагрузка. Это отражается на распределении моментов в секциях вдоль размаха лопасти (см. рисунок E.1) и сил сдвига. Распределения моментов можно улучшить увеличением числа мест приложения нагрузки, но это приводит к увеличению области воздействия на лопасть. Это в свою очередь приводит к необходимости воспроизвести как можно более точно целевую нагрузку без ущерба для достоверности результатов испытания.

1 - целевая нагрузка; 2 - фактическая испытательная нагрузка; 3 - области под воздействием приложенной нагрузки

     
Рисунок E.1 - Различия распределения моментов для целевой и фактической испытательной нагрузки

E.4 Комбинации нагружений от лопасти и в направлении, перпендикулярном к продольной оси

При статическом испытании и испытании на усталость результаты более представительны, когда применяют комбинацию нагружений от лопасти и в направлении, перпендикулярном к продольной оси. Применяя только нагружение от лопасти или только нагружение в направлении, перпендикулярном к продольной оси, результирующее напряжение и деформация и/или степень повреждения в некоторых областях будут ниже, чем целевые значения (см. приложение C).

E.5 Радиальные нагрузки

Радиальные нагрузки на лопасти работающей установки возникают из-за гравитационных и центробежных сил. Как правило, напряжение, создаваемое радиальными силами, небольшое.

E.6 Торсионные нагрузки

Значение торсионных расчетных нагрузок учитывают в испытательной нагрузке. Если торсионные нагрузки значимы для конструкции лопасти, то их включают в программу испытаний (см. 10.1.6.3).

Благодаря торсионным нагрузкам, приложенная двухосевая нагрузка будет в большей степени соответствовать реальной ситуации, чем одноосевая. Для типовой лопасти нагрузка от лопасти и результирующий момент смещения вдоль размаха лопасти создают торсионную нагрузку, которая увеличивается к комелю. Это соответствует реальным условиям эксплуатации.

E.7 Условия окружающей среды

Условия окружающей среды при испытании отличаются от проектных требований. Эти условия включают в себя следующее:

- влажность;

- колебания температуры;

- УФ-излучение;

- старение;

- наличие солей;

- агрессивные среды.

Влияние окружающей среды учитывают при определении условий испытаний.