为了验证风电叶片是否具备承受极限载荷的能力,需要对叶片进行静力加载试验。目前国内外静力加载试验普遍采用横向牵引与垂直下拉的方式,出于对试验空间的考虑,室内测试平台多采用横向牵引的方式。近几年随着叶片尺寸增大,静力试验的加载载荷逐渐提高,对牵引支架的结构强度提出了更高的要求。在对不同型号的叶片进行静力加载试验的过程中,支架滑轮因长时间与钢丝绳接触会产生明显的磨损,同时由于缺少关键零部件的表征力学特性数据,往往依靠经验对牵引支架的结构进行设计,导致部分零部件因结构强度不足或过度出现弯曲、磨损、资源浪费等现象。为解决这一问题,本文首先对叶片静力试验中钢丝绳滑轮的卷绕过程进行了深入研究,然后采用正交试验、动力学仿真及有限元分析的方式实现了牵引支架的优化设计,具体研究成果如下:(1)针对支架滑轮与钢丝绳之间磨损严重的问题,提出了以滑轮表面所受压应力作为两者磨损问题的评价指标;针对钢丝绳与滑轮的接触问题建立了两者的接触模型,并通过微元分析法及赫兹接触理论推导出滑轮表面所受压应力的数学表达式;以应力表达式为根据,确定了影响钢丝绳滑轮磨损问题的主要因素,并对各因素的作用机理进行了详细分析。(2)根据叶片静力加载试验对牵引支架的设计要求,选定各影响因素的水平值,以承受极限载荷工况下滑轮表面所受压应力作为评价指标进行了正交试验设计,得到了若干正交试验组;利用ADAMS/Cable模块对钢丝绳卷绕滑轮过程进行了动力学仿真模型的建立;根据加载试验的具体要求,添加驱动、载荷及运动副,设置合理的仿真时间和步数,对钢丝绳卷绕过程进行了动力学仿真,获得了钢丝绳与滑轮的接触情况。(3)根据钢丝绳卷绕滑轮过程的动力学仿真结果,得到了钢丝绳张力在仿真过程中的衰减趋势,与理论衰减趋势进行了比较,验证了动力学仿真模型的准确性和仿真结果的合理性;对全部正交试验组进行了动力学仿真,运用方差分析法对试验结果进行了科学分析,获得了滑轮的最优结构参数,实现了滑轮结构的优化设计。(4)以滑轮的最优结构参数为基础,建立了横向牵引支架整体结构的动力学仿真模型,对整体结构进行了动力学仿真,获得了各零件的受力状态;利用有限元分析软件ANSYS Workbench对各零件进行了静力学分析,根据求解结果,以轻量化为目标对各零件的结构尺寸进行了优化改进,并对优化后的结构进行静力学分析,验证了优化方案的合理性,完成了整体结构的优化设计。