Determinación numérica y experimental del incremento en las frecuencias naturales de una pala de generador eólico debido a su rotación

Abstract

Es sabido que las cargas de tracción que sufre una pala de helicóptero o de un aerogenerador en rotación, debidas a las fuerzas centrífugas, cambian sus frecuencias naturales de vibración a flexión, modificando la “rigidez aparente” de la pala. Se obtuvieron, como resultados previos al presente trabajo, las frecuencias naturales de vibración a flexión de una pala de aerogenerador de eje horizontal de 1,5 kW de potencia nominal, determinadas en forma numérica y experimental. (Menghini, M., Martinez del Pezzo a., Scarabino A., Patanella A., “Determinación de frecuencias naturales de una pala de aerogenerador en materiales compuestos”, actas del CAIA 1, 2008). En el presente trabajo, se re-calculan las frecuencias naturales a flexión cuando la pala está bajo la acción de las cargas centrífugas debidas a la rotación de la turbina. Para ello se utiliza una simulación numérica con el programa de elementos finitos Abaqus, que permite incorporar el efecto de la rotación y las características del material compuesto de la pala. Posteriormente se aplica una técnica experimental, implementada por los autores, en la que la pala es sometida a cargas de tracción puntuales que simulan la fuerza centrífuga y en estas condiciones se la somete a vibraciones por la técnica de “barrido en frecuencia” en el vibrador electrodinámico (shaker) del Departamento Aeronáutica.