目前，我國已成為世界第二大經濟體，第一大工業(yè)國，第一大貨物貿易國，經濟的迅猛發(fā)展導致了能源供不應求的局面。隨著傳統(tǒng)石化能源的日益緊張，氣候變化引發(fā)的對“低碳經濟”的渴求，綠色能源越來越受到重視。

    風能是一種典型的可再生清潔能源，風力發(fā)電是風能最重要的應用方式，從我國現(xiàn)有能源結構，結合世界的未來能源發(fā)展趨勢判斷，大力發(fā)展風力能源，不僅可改善生態(tài)環(huán)境，應對氣候變化，且符合長遠經濟、社會可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標。

    隨著風能的大規(guī)模開發(fā)和利用，風能機電組數(shù)量越來越多，風機葉片尺寸越來越大。風機葉片是將風能轉化為機械能的關鍵部件，是最昂貴的部件，約占整個機組生產成本的20%，也是獲取風能利用系數(shù)和經濟效益的基礎。風機葉片設計、制造以及運行狀態(tài)的好壞，直接影響到機組的性能和發(fā)電效率。

    風電葉片在運轉過程中，葉片不僅要承受強大的風載荷，經受旋轉產生的氣流沖刷，砂石粒子沖擊，強烈的紫外線照射等外界的侵蝕。

    風力發(fā)電葉片作為受力結構件，要盡量避免出現(xiàn)折斷、分離等質量事故。國際電工委員會（IEC）要求在風電葉片安全認證過程中，必須進行包括靜載試驗等在內的全尺寸結構測試，故風電葉片的測試具有極為重要。

    風機葉片關鍵點追蹤實驗

    研究風力發(fā)電葉片在載荷下的整體變形和屈曲情況，對于衡量葉片的性能和壽命，有著重要的價值。為了克服風電葉片傳統(tǒng)結構測量過程中存在的不足，某研究所經過調研和測試，擬采用新拓三維的XTDIC三維全場應變測量分析系統(tǒng)，研究風機葉片的回轉運動的軌跡，分析葉片關鍵點的位移運動軌跡，測量風機的回轉軌跡。

    布設模擬實驗現(xiàn)場，采用風機葉片模型進行實驗，風電葉片模型開始加載，借助XTDIC三維光學應變測量系統(tǒng)配置的兩個高速攝像機，實時采集被測葉片模型各個變形階段的圖像，停止實驗并完成采集。

    （一）拍攝未加載狀態(tài)下的風電葉片模型，為葉片模型變形計算提供參照，然后進行加載，利用XTDIC系統(tǒng)分析軟件，完成實驗數(shù)據(jù)的計算，如圖所示；

    （二）選取風電葉片模型關鍵點其中某一點，可繪制出風電葉片關鍵點相應的位移曲線，如圖所示；

    （三）使用XTDIC系統(tǒng)分析軟件創(chuàng)建變形域，完成對標志點運動軌跡的分析，如圖所示。

    通過XTDIC系統(tǒng)可分析風力葉片模型上關鍵點的運動軌跡變化，得到葉片模型表面關鍵點的變形；圖中的變形域是葉片模型表面變形量大于預設變形量的點。

    另外，通過測量數(shù)據(jù)分析表明，風機葉片模型轉動方向位移沿葉片展向逐漸增大，越靠近葉片的葉尖位移值越大。在加載作用下，葉片模型主要發(fā)生平面外彎曲，即主要表現(xiàn)為平面外變形。

    新拓三維技術工程師分析了測量過程的主要影響因素和難點，利用XTDIC系統(tǒng)實現(xiàn)了對葉片模型在回轉過程中關鍵點的位移軌跡測量，并交叉驗證了平面外位移測量精度，并將試驗數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)進行比較分析，關鍵點的位移軌跡曲線與實際相符，實現(xiàn)了風電葉片模型在高速運轉過程中的全尺寸結構位移變形測量。