【正文】 81003329843794100%118100228100332102437100 將試驗得到的數(shù)據(jù)與軟件計算得出數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，加載過程的數(shù)據(jù)如表44和表45所示：表44前后緣理論和實測應(yīng)變值前緣通道序號距葉根距離（m）40%加載60%加載80%加載100%加載理論應(yīng)變（181。1）實測應(yīng)變（181。2）181。2/181。1%理論應(yīng)變（181。1）實測應(yīng)變（181。2）181。2/181。1%理論應(yīng)變（181。1）實測應(yīng)變（181。2）181。2/181。1%理論應(yīng)變（181。1）實測應(yīng)變（181。2）181。2/181。1%159232555887437491183624531479754512662673102994103510413251394105165617061033395510111061432149010419102050107238726581114117712961101765186110523542455104294231361075610167877815231144752031150574253918887467927539511871089921583148694197919329879534812152801120015010681602150133520071508676629931015896881353125092169116259691257049286856720841141970851426129591后緣102001346730018662400243615003156311117896582176614168023551853792944233679123102197696153214779620421968962553255210013744830112111510019014871331891859185610014676194812511411412124152218651231902242312715648826127972123812712961638126162021401321695926961188871093123118314411221479187212717651763117977116311913021509116162819441191812732738101109811671061464156210718302041112表45 氣動面、工作面蒙皮理論和實測應(yīng)變值 通道序號　距葉根距離（m）應(yīng)變花方向　40%加載60%加載80%加載100%加載理論實測應(yīng)變（181。2）理論實測應(yīng)變（181。2）理論實測應(yīng)變（181。2）理論實測應(yīng)變（181。2）應(yīng)變（181。1）應(yīng)變（181。1）應(yīng)變（181。1）應(yīng)變（181。1）氣動面蒙皮356水平32237348257464375380497336 45176。10424815640520852126066137垂直31127471626220978253419水平32474048611896481379810165942 45176。3548153947709688886043垂直7620115151153211191192工作面蒙皮476水平57247485772911439841429129548 45176。1729825912034512443112549垂直29549344275059010387371397539水平345463517715690977862129054 45176。9836514751419664724578955垂直62548193873512501029156313921．正擺振前緣應(yīng)變曲線比較分析正擺振前緣試驗的應(yīng)變曲線與仿真計算得到的應(yīng)變曲線分別如圖4圖42所示：圖41 不同載荷下前緣實測應(yīng)變曲線圖42 不同載荷下前緣仿真應(yīng)變曲線圖41和圖42表明，前緣的實測應(yīng)變和理論應(yīng)變曲線變化規(guī)律類似；各點的實測壓應(yīng)變值最大在4通道處，理論壓應(yīng)變值最大也在4通道處， m附近。2．正擺振后緣應(yīng)變曲線比較分析正擺振后緣試驗的應(yīng)變曲線與仿真計算得到的應(yīng)變曲線分別如圖4圖44所示：圖43 不同載荷下后緣實測應(yīng)變曲線圖44 不同載荷下后緣仿真應(yīng)變曲線圖43和圖44表明：看出后緣各點的實測應(yīng)變值和理論應(yīng)變值曲線變化規(guī)律類似；各點的實測拉應(yīng)變值最大在30通道處，理論拉應(yīng)變值最大在30通道附近，對比拉應(yīng)變最值發(fā)生在沿展向距離葉根19 m附近。3．正揮舞氣動面主梁應(yīng)變曲線比較分析正揮舞氣動面主梁試驗的應(yīng)變曲線與仿真計算得到的應(yīng)變曲線分別如圖4圖46所示：圖45 正揮舞氣動面實測應(yīng)變曲線 圖46 正揮舞氣動面仿真應(yīng)變曲線圖45和圖46表明：氣動面主梁實測和理論應(yīng)變值曲線變化規(guī)律接近一致；圖45的最大壓應(yīng)變發(fā)生在13通道處，圖46的最大壓應(yīng)變發(fā)生在12通道處，即沿展向距離葉根19 m處。4．正揮舞工作面主梁應(yīng)變曲線比較分析正揮舞工作面主梁試驗的應(yīng)變曲線與仿真計算得到的應(yīng)變曲線分別如圖4圖48所示：圖47正揮舞工作面主梁實測應(yīng)變曲線圖48正揮舞工作面主梁仿真應(yīng)變曲線圖47和圖48表明：工作面主梁實測和理論應(yīng)變值曲線變化規(guī)律接近一致，各點的實測應(yīng)變值最大在29通道處，理論應(yīng)變值最大在30通道處，即沿展向距離葉根22 m處。由圖44448顯示，葉片加載100%老載荷時，正揮舞的氣動面和工作面主梁上各測試點的實測應(yīng)變值要遠(yuǎn)小于其理論應(yīng)變值。主要原因是加載的側(cè)拉系統(tǒng)鋼絲繩偏離了理想的側(cè)拉軌道，使葉片受到的載荷沒有達(dá)到預(yù)設(shè)值造成的。5．負(fù)揮舞氣動面主梁應(yīng)變曲線比較分析負(fù)揮舞氣動面主梁試驗的應(yīng)變曲線與仿真計算得到的應(yīng)變曲線分別如圖4圖410所示：圖49 負(fù)揮舞不同載荷下氣動面主梁實測應(yīng)變曲線圖410負(fù)揮舞不同載荷下氣動面主梁仿真應(yīng)變曲線圖49和圖410表明，氣動面主梁的實測應(yīng)變和理論應(yīng)變曲線變化規(guī)律接近一致；圖49的最大拉應(yīng)變發(fā)生在12通道處，圖410的最大拉應(yīng)變也發(fā)生在12通道處，即沿葉展方向距離葉根19 m處。6．負(fù)揮舞工作面主梁應(yīng)變曲線比較分析負(fù)揮舞工作面主梁試驗的應(yīng)變曲線與仿真計算得到的應(yīng)變曲線分別如圖41圖412所示：圖411 負(fù)揮舞不同載荷下工作面主梁實測應(yīng)變曲線圖412 負(fù)揮舞不同載荷下工作面主梁仿真應(yīng)變曲線圖411和圖412，可以看出工作面主梁實測應(yīng)變與理論應(yīng)變曲線變化規(guī)律接近一致，各點的實測壓應(yīng)變值最小在29通道處，理論壓應(yīng)變值最小也在29通道處，對比壓應(yīng)變最值發(fā)生在沿葉展方向距離葉根19 m處。 對比分析結(jié)論（1）正擺振試驗，前緣實測應(yīng)變值和理論應(yīng)變值相差不大，曲線變化規(guī)律接近一致， m附近；后緣各點的實測應(yīng)變值和理論應(yīng)變值曲線變化規(guī)律類似，拉應(yīng)變最值發(fā)生在沿展向距離葉根19 m附近。（2）正揮舞試驗，氣動面主梁實測應(yīng)變值和理論應(yīng)變值相差不大，曲線變化規(guī)律接近一致，最大壓應(yīng)變發(fā)生在展向距離葉根19 m附近；工作面主梁實測應(yīng)變和理論應(yīng)變值曲線變化趨勢類似，最大拉應(yīng)變發(fā)生在展向距離葉根22 m附近；正揮舞靜力試驗的樣片變形量小于理論變形量，樣片的變形量符合設(shè)計要求。（3）負(fù)揮舞試驗，氣動面主梁實測應(yīng)變值和理論應(yīng)變值曲線變化規(guī)律接近一致，最大拉應(yīng)變發(fā)生在展向距離葉根19 m處；工作面主梁實測應(yīng)變與理論應(yīng)變曲線變化規(guī)律類似，壓應(yīng)變最大值發(fā)生在沿展向距離葉根19 m處。負(fù)揮舞靜力試驗的樣片變形量小于理論變形量，樣片的變形量符合設(shè)計要求。（4）正揮舞試驗中，在葉片加載到100%老載荷時，氣動面蒙皮有三處發(fā)生折痕，但主梁完好。說明主梁能承受老載荷，而三處受折蒙皮在老載荷作用下已達(dá)到屈服極限，因而發(fā)生屈曲。（5）在正揮舞驗證90%老載荷試驗中，葉片氣動面與工作面主梁測試應(yīng)變值與理論應(yīng)變值曲線變化規(guī)律接近一致，最大拉壓應(yīng)變均發(fā)生在展向距離葉根22m附近。樣片葉尖變形量小于理論變形量，樣片的變形量符合設(shè)計要求。本章對葉片強度試驗方案作了簡單的闡述，對各工況應(yīng)變測試點布置及載荷的加載方法進(jìn)行了說明，分別加載設(shè)計載荷的40%、60%、80%、100%，將各工況下得到的試驗數(shù)據(jù)與上一章Bladed軟件計算的理論數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，結(jié)果證明：實驗與理論得出的葉片及葉根附近載荷及應(yīng)變變化規(guī)律類似，且最大應(yīng)變產(chǎn)生位置相同或接近。驗證了葉片在葉根處載荷數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為下一章葉根聯(lián)接螺栓的設(shè)計和強度校核提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。5 葉根聯(lián)接失效及新型螺栓設(shè)計風(fēng)力發(fā)電機組中葉片與輪轂或者變槳軸承的聯(lián)接，均采用高強度螺栓聯(lián)接。葉片在施工現(xiàn)場進(jìn)行裝配，由于各種原因使螺栓受到的預(yù)緊力存在區(qū)別，而單個聯(lián)接法蘭面上的螺栓數(shù)量較多，導(dǎo)致各個螺栓所受載荷存在差異。因此，對螺栓個體的質(zhì)量要求更高，對高強度螺栓的斷裂失效類型與特征分析進(jìn)行研究顯得更加重要。根據(jù)對葉根高強度螺栓斷裂相關(guān)信息進(jìn)行搜索分析，得出斷裂主要原因是高強度螺栓疲勞斷裂。高強度螺栓疲勞斷裂失效多為螺栓螺紋部分從受力算起的第一扣旋合螺紋處，為改善螺紋牙載荷分布不均，降低螺紋根部應(yīng)力集中，提出了一種新的螺紋形式，在高強度螺栓標(biāo)準(zhǔn)螺紋上添加小錐度螺紋。高強度螺栓聯(lián)接在制造和實際使用過程中，由于設(shè)計不合理、加工精度不夠、裝配及使用不合理等原因，會導(dǎo)致螺栓過早的出現(xiàn)失效給機組的運轉(zhuǎn)帶來很大的危害?？傮w來看主要有以下幾種斷裂失效形式如下表。表51 高強度螺栓斷裂失效主要形式序號失效形式失效部位或失效類型失效特點相關(guān)因素1脆性斷裂靠近螺母支承面的第一扣螺紋處脆性斷裂斷口附近沒有明顯塑性變形，沒有剪切唇，斷口一般與主應(yīng)力垂直，表面平齊材料的性質(zhì)與加載速度頭部和桿部交接處2延滯破壞靜延滯破壞 所承受的應(yīng)力低于材料的屈服強度，但工作一段時間后，極會發(fā)生突然的斷裂受疲勞載荷影響應(yīng)力腐蝕導(dǎo)致斷裂的應(yīng)力，一般比材料的屈服強度要小些.材料晶體結(jié)構(gòu)，機械性能、合金成分、熱處理狀態(tài)、環(huán)境以及工藝殘余應(yīng)力，安裝預(yù)緊力及服役中的工作應(yīng)力有關(guān)氫脆斷裂承受的應(yīng)力低于材料的屈服強度，但在服役一定時間后，有可能發(fā)生突然斷裂工藝因素占著主導(dǎo)地位3腐蝕失效通常是穿晶斷裂，有時也發(fā)生沿晶斷裂腐蝕裂紋寬而粗，在裂紋附近常有氧化物和腐蝕斑點材質(zhì)及服役環(huán)境條件4疲勞失效螺栓、螺母結(jié)構(gòu)、螺紋牙溝螺栓失效的重要形式之一承受交變載荷，還與螺母結(jié)構(gòu)、螺紋表面粗糙度、牙溝平滑度等工序有關(guān)5變形與脫扣變形、脫扣螺栓被拉長或脫扣外加載荷過大或者高強度螺栓的強度不足；表面脫碳更是一個直接影響因素高強度螺栓在實際工作的過程中發(fā)生突然瞬間斷裂，這種我們稱為脆性斷裂。由于這種失效形式預(yù)先沒有明顯征兆，因此，其危害是相當(dāng)大的。螺栓上的螺紋實際上就如同缺口，應(yīng)力集中度相當(dāng)?shù)母?。?dāng)螺栓與螺母進(jìn)行配合時，會使得應(yīng)力集中度進(jìn)一步的提高。研究表明：在靠近螺母支承面的第一扣螺紋處是應(yīng)力集中最嚴(yán)重的位置。此此之外螺栓頭部和桿部交接處的位置應(yīng)力集中度也相當(dāng)?shù)母摺Ｒ虼?，螺栓的脆斷主要發(fā)生在這兩個部位。[21]脆性斷裂的斷口附近不但沒有明顯的塑性變形，而且沒有剪切唇。一般情況斷口與主應(yīng)力垂直，與表面平齊，主要呈現(xiàn)瓷狀或顆粒狀。在強光線下轉(zhuǎn)動可以清楚是看到有發(fā)光的小平面。有時由于裂紋的急速擴展而形成放射狀撕裂棱，呈人字形，山脊形或者是松枝形花樣。[22]在斷口上觀察到放射狀撕裂棱線時，其取向是判斷斷裂起源區(qū)及裂紋走向