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年10月17日，北京國(guó)際風(fēng)能暨展覽會(huì)—風(fēng)電技術(shù)論壇。英斯特朗公司Peter Bailey先生給大家?guī)?lái)：葉片材料的疲勞測(cè)試。
以下是全文： Peter Bailey：大家上午好!我是Peter Bailey，來(lái)自于英斯特朗，希望大家能聽說(shuō)過(guò)我們的公司，我們也是一個(gè)設(shè)備和材料制造商，我們也是在材料測(cè)試方面做的非常頂尖的一家企業(yè)。我的發(fā)言主要是葉片材料的疲勞測(cè)試。關(guān)于葉片材料測(cè)試在歐洲和北美市場(chǎng)已經(jīng)發(fā)展非常快了，這個(gè)問(wèn)題就是成本和生命周期給和的問(wèn)題。無(wú)論怎么樣，我們的系統(tǒng)是更加簡(jiǎn)化，整個(gè)風(fēng)機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中疲勞測(cè)試都非常重要。比如風(fēng)機(jī)制造商，GE、西門子等等都進(jìn)行了相關(guān)材料的疲勞測(cè)試，他們有相關(guān)測(cè)試的基地，也有專門進(jìn)行疲勞測(cè)試的研究人員。
主要的問(wèn)題：如果我們想要做疲勞測(cè)試，對(duì)大規(guī)模復(fù)合材料進(jìn)行測(cè)試的話，熱相關(guān)的性能是需要考慮特別的重點(diǎn)。復(fù)合材料的樣本，非常緩慢，8周才可以完成，是不是可以在更高的赫茲情況下完成呢?低載荷情況下室溫的情況，高載荷情況下可能升溫會(huì)達(dá)到20度，所以我們是不是要把頻率降低?還是怎么樣?或者說(shuō)我們都要把這些考慮進(jìn)來(lái)?這些是我們必須要結(jié)合考慮的問(wèn)題。這個(gè)圖是循環(huán)熱效果的情況，有一些熱成像的圖片，1分鐘到8分鐘，到最后16分鐘的測(cè)試，隨著時(shí)間和溫度的推移這個(gè)情況變得越來(lái)越糟。是不是有什么解決辦法可以控制樣本中的溫度?熱效率是不是和頻率相關(guān)?熱的損失也是僅僅依賴于樣本的這些溫度和環(huán)境，所以我們?cè)趺崔k?如果我們改變頻率的話，我們可以平衡加熱和冷卻的比例，達(dá)到一種平衡，同時(shí)以一種我們需要樣本溫度下進(jìn)行。但是它不是這么簡(jiǎn)單的問(wèn)題，測(cè)試過(guò)程中是很復(fù)雜的，我們必須要處理好和溫度相關(guān)的問(wèn)題，關(guān)系既不是線性的也不是恒定的。這里可以看到應(yīng)用的張力，包括熱效率的情況，包括損失，包括樣本溫度的升高，以及對(duì)于環(huán)境的熱損失等等，所有這些都形成了一個(gè)復(fù)雜的環(huán)境。
我們?cè)跍y(cè)試剛才當(dāng)中要根據(jù)這些不同的變化來(lái)進(jìn)行調(diào)整，隨著溫度的變化，其他的相關(guān)指數(shù)也會(huì)出現(xiàn)相關(guān)的變化。在不同的溫度情況下，我們的樣本損失的情況，破壞的情況也是不太一樣的。隨著溫度的不斷提升，疲勞壽命肯定也會(huì)得到減少。
看一些例子和我們可以采取的一些辦法，如果改變頻率，保持平衡的話，這個(gè)虛線可以設(shè)為頻率，我們建議是5赫茲的情況下，在這個(gè)區(qū)間當(dāng)中可以看到這個(gè)坐標(biāo)軸上不同的情況，橫軸是時(shí)間，隨著時(shí)間的推移溫度出現(xiàn)了不同的情況。從最開始到后面持續(xù)的過(guò)程，最后達(dá)到了15赫茲出現(xiàn)三倍頻率變化情況下，仍可以使溫度保持比較穩(wěn)定。甚至有些情況下溫度還出現(xiàn)了降低。整個(gè)過(guò)程通過(guò)頻率的變化保證溫度的平衡。當(dāng)樣本變得太熱之前，我們要避免過(guò)熱的情況出現(xiàn)。(圖)這個(gè)圖上可以看到起始頻率可能太高了，系統(tǒng)出現(xiàn)了極大的頻率降低，以便于溫度不至于升的過(guò)高。這是一個(gè)比較可靠的測(cè)試結(jié)果。
看一下我們所擔(dān)憂的問(wèn)題和所得到的成果進(jìn)行比較，低載荷情況下，即使頻率非常小的變化也會(huì)給我們進(jìn)行測(cè)試的時(shí)間得到大量的節(jié)省，不用做很多無(wú)用的工作。另外我們過(guò)去可能用幾周的時(shí)間做測(cè)試，通過(guò)這樣的控制節(jié)省了大量的時(shí)間成本。
另外得到控制的溫度也可以減少數(shù)據(jù)的偏差，使得數(shù)據(jù)結(jié)果能夠更好的反應(yīng)真實(shí)的情況。比較一下之前相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)發(fā)現(xiàn)并沒有嚴(yán)重遵從ASTM或者ISO的標(biāo)準(zhǔn)。另外我們的數(shù)據(jù)有可能和現(xiàn)存的一些辦法是不太一樣的，有一些差別。但是我們的情況不同，所以具體問(wèn)題還得具體分析。我們的數(shù)據(jù)應(yīng)該是更加可靠的。
固定頻率需要55天，用了新的系統(tǒng)整個(gè)測(cè)試40天就夠了，節(jié)省了四分之一的時(shí)間也節(jié)省了大量的資金成本。
年Instron發(fā)布了新的WaveMatrix版本，它內(nèi)含適應(yīng)性頻率控制的功能，整個(gè)軟件中內(nèi)置的，首先是測(cè)試更加簡(jiǎn)單、可靠，同時(shí)溫度的控制、衡量也可以通過(guò)控制器進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)我們也可以節(jié)省大量的成本，同時(shí)也可以通過(guò)我們自己的調(diào)節(jié)適應(yīng)自己的情況。這樣的一種做法，對(duì)整個(gè)業(yè)界來(lái)講都是帶來(lái)了很大的利益。所以我們把現(xiàn)有的結(jié)果和實(shí)際測(cè)試結(jié)果相比較，就可以在測(cè)試過(guò)程中頻率等相關(guān)控制變得更加的簡(jiǎn)單和有效。