一种风力机叶片超声检测的缺陷种类判定方法技术

本发明专利技术公开了一种风电叶片超声波无损检测中对缺陷类型进行判断的方法。该方法采用超声波探伤技术对风力机叶片进行检测，通过所建立的缺陷物理模型与实际叶片缺陷中声强反射系数的比对，实现判定实际缺陷的种类。该方法由以下几部分组成：叶片典型缺陷分析，缺陷物理模型的建立，物理模型声强反射系数计算，实际叶片缺陷声强反射系数计算，实际叶片缺陷种类确定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械行业风力发电
，尤其涉及一种风力机叶片超声检测的缺陷种类判定方法。
技术介绍
风能是一种重要的可再生能源，我国仍处在风力发电高速发展的时期。风力发电机的寿命和安全性影响着风电利用和发展的脚步，是风能利用能否健康快速发展的重要因素。风电叶片作为风力发电机基础和关键的部件，其寿命和安全性直接影响着整个风电机组的寿命和安全状况。在风电叶片生产、运行的过程中，可能会因为生产工艺和运行工况导致叶片内部复合材料和结构产生损伤。损伤的存在会在叶片运行过程中复杂交变载荷的影响下进一步扩展，造成局部薄弱区，并最终降低叶片的寿命和运行安全性。为使风电叶片的寿命和安全性得到保障，有必要对其开展损伤和故障的诊断。这些风电叶片内部的缺陷是无法通过常规质检、日常维护被发现出来。无损检测是一种不破坏物体结构，发现物体内部缺陷损伤的检测手段，可以尝试应用于风电叶片中对其内部损伤进行探寻，以保障风电叶片乃至整个风电机组的安全运行及使用寿命。超声波无损检测具备穿透能力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力机叶片超声检测的缺陷种类判定方法，其特征在于，该方法包括分析叶片典型缺陷、建立叶片典型缺陷物理模型、计算叶片典型缺陷物理模型声强反射系数、实际测试并计算实际叶片缺陷声强反射系数和确定实际叶片缺陷种类，具体步骤如下：1)分析叶片典型缺陷。本方法适用于如下几种典型缺陷：分层、气孔、夹杂、结构胶缺胶等缺陷。以上几种缺陷中均出现了声阻抗差异较大介质的界面，如复合材料与空气或者复合材料与杂质之间。如所待测的叶片缺陷可能属于上述缺陷类型，可采用该方法进行检测与评定。2)简化物理模型。对于上述几种叶片缺陷中分层、气孔、结构胶缺胶缺陷，可简化为玻璃钢复合材料‑空气物理模型；对于夹杂缺陷，可简化为玻璃钢...

【技术特征摘要】
1.一种风力机叶片超声检测的缺陷种类判定方法，其特征在于，该
方法包括分析叶片典型缺陷、建立叶片典型缺陷物理模型、计算叶片典型
缺陷物理模型声强反射系数、实际测试并计算实际叶片缺陷声强反射系数
和确定实际叶片缺陷种类，具体步骤如下：
1)分析叶片典型缺陷。本方法适用于如下几种典型缺陷：分层、气
孔、夹杂、结构胶缺胶等缺陷。以上几种缺陷中均出现了声阻抗差异较大
介质的界面，如复合材料与空气或者复合材料与杂质之间。如所待测的叶
片缺陷可能属于上述缺陷类型，可采用该方法进行检测与评定。
2)简化物理模型。对于上述几种叶片缺陷中分层、气孔、结构胶缺
胶缺陷，可简化为玻璃钢复合材料-空气物理模型；对于夹杂缺陷，可简化
为玻璃钢复合材料-杂质物理模型。
3)计算物理模型声强反射系数。根据不同材料的声阻抗，通过公式
计算步骤2)中所建立的两种物理模型中玻璃
钢复合材料与空气界面、玻璃钢复合材料与杂质界面的声强反射系数，其
中Io指入射波声强，Ir指反射波声强，Z1指声波传出材料的声阻抗，Z2指
声波传入材料的声阻抗，Po指入射波声压，Pr指反射波声压。
4)实际测试并计算实际缺陷声强反射系数。对实际待测叶片进行超
声测量，并计算出缺陷界面的声强反射系数具体过程如下：
以1号位置代表发现缺陷的位置，2号位置代表没有缺陷的位置，o-1
代表缺陷位置缺陷界面的入射波，r-1代表缺陷界面反射波；o-2代表无缺

\t陷位置底面玻璃钢与空气界面的入射波，r-2代表玻璃钢-空气界面反射波。
通过检测设备获得缺陷界面反射波r-1和无缺陷位置底面玻璃钢-空气
界面反射波r-2的波高，通过已知的无缺陷位置底面玻璃钢与空气界面反
射波r-2的波高推导出缺陷界面入射波o-1的波...

【专利技术属性】
技术研发人员：李苏威，石可重，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11