风力机叶片预埋叶根连接界面开裂的补强性修复方法技术

本发明专利技术属于风力机技术领域，尤其涉及一种风力机叶片预埋叶根连接界面开裂的补强性修复方法。其突破了风力机叶片预埋叶根损伤修复的技术难题。包括：针对叶片预埋叶根连接界面开裂损伤，采用阶梯型双搭接挖补叶根加强层后增铺补强层；其中，采用阶梯型双搭接挖补叶根加强层后增铺补强层包括：步骤1、阶梯型双向搭接的方式挖补移除内侧和外侧叶根加强层；步骤2、沿内侧叶根加强层厚度方向钻孔层厚段；步骤3、修复区域增铺补强层；待叶根内侧和外侧补强层铺设完成后，采用真空袋压成型方法与环氧树脂共固化成型。脂共固化成型。脂共固化成型。

【技术实现步骤摘要】
风力机叶片预埋叶根连接界面开裂的补强性修复方法


[0001]本专利技术属于风力机
，尤其涉及一种风力机叶片预埋叶根连接界面开裂的补强性修复方法。

技术介绍

[0002]风力机叶片预埋叶根构型复杂，包括螺栓、螺栓套、叶根加强层和环向缠绕玻纤丝等多种结构组件，所有金属件和复合材料件共固化成型，即在一次固化中同时完成所有结构组件的固化过程。为了增加金属与复合材料连接界面浸润性，金属螺栓套外部缠绕多束玻纤丝。如果缠纱不均匀，预埋螺栓套局部缠纱容易出现过紧、过松、纱线含量分布不一致的现象，导致共固化过程中界面树脂流速不均匀，出现气泡或浸润不良的现象。此时，连接界面固化缺陷及传力路径受阻，损伤累积导致预埋叶根连接界面开裂，表现为风力机叶片预埋叶根连接界面的内部和外部穿透的界面裂纹。
[0003]风力机叶片叶根是承载最大的载荷汇集区，也是复合材料叶片关键的机械连接部位，预埋叶根连接界面成为主承力结构的重要疲劳薄弱环节之一，如不及时开展有效的损伤修复会造成叶片服役过程中螺栓套拔出，酿成重大的叶片断裂事件，甚至可能造成叶片飞出等极端安全事故。此时，连接界面开裂的损伤修复是一项具有挑战性的工作，涉及复合材料与金属连接以及大厚度层合板结构的损伤修复，目前在风力机叶片运维行业内，还没有一种成熟的一种风力机叶片预埋叶根连接界面开裂的补强性修复方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种风力机叶片预埋叶根连接界面开裂的补强性修复方法。其突破了风力机叶片预埋叶根损伤修复的技术难题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案，风力机叶片预埋叶根连接界面开裂的补强性修复方法，包括：针对叶片预埋叶根连接界面开裂损伤，采用阶梯型双搭接挖补叶根加强层后增铺补强层。
[0006]其中，采用阶梯型双搭接挖补叶根加强层后增铺补强层包括：
[0007]步骤1、阶梯型双向搭接的方式挖补移除内侧和外侧叶根加强层。
[0008]步骤2、沿内侧叶根加强层厚度方向钻孔层厚段。
[0009]步骤3、修复区域增铺补强层。
[0010]待叶根内侧和外侧补强层铺设完成后，采用真空袋压成型方法与环氧树脂共固化成型。
[0011]进一步地，所述阶梯型双向搭接的方式挖补移除内侧和外侧叶根加强层包括：以预埋叶根断面的连接界面为挖补中心，采用阶梯型双向搭接的方式挖补移除4层内侧和4层外侧叶根加强层。
[0012]更进一步地，所述阶梯型双搭接的搭接宽度为50mm，所述内侧和外侧以相同的挖补移除方式分别挖补4层叶根加强层，挖补逐层沿叶片展长向叶尖方向错层为100mm/层。
[0013]其中，挖补第一层叶根加强层的挖补宽度为130cm，挖补长度为连接界面开裂长度+30cm。
[0014]挖补第二层叶根加强层的挖补宽度为120cm，挖补长度为连接界面开裂长度+20cm。
[0015]挖补第三层叶根加强层的挖补宽度为110cm，挖补长度为连接界面开裂长度+10cm。
[0016]挖补第四层叶根加强层的挖补宽度为100cm，挖补长度等同于连接界面开裂长度。
[0017]更进一步地，所述挖补宽度即以连接界面为中心，向叶片前缘和后缘方向分别平铺。
[0018]所述挖补长度即以叶根截面为起始位置，向展向叶尖方向平铺。
[0019]进一步地，所述沿内侧叶根加强层厚度方向钻孔层厚段包括：挖补4层内侧叶根加强层后，沿剩余内侧叶根加强层铺层的厚度段，向连接界面深度方向钻直径1cm的圆孔，钻孔穿过未挖补的内侧叶根加强层，穿透预埋叶根断面正视图的连接界面深度，直至达到外侧叶根加强层。
[0020]进一步地，所述修复区域增铺补强层中：叶根内侧加强层和叶根外侧加强层均增铺补强层，该补强层包括回填4层三轴布、补强4层三轴布和补强2层双轴布。
[0021]更进一步地，所述回填4层三轴布及补强4层三轴布为：分别从第一层至第四层的铺设长度沿展长向叶尖方向递增100mm/层，铺设宽度沿弦长方向以连接界面为中心双向各递增50mm/层。
[0022]所述补强2层双轴布为：从第一层至第二层的铺设长度沿展长向叶尖方向递增50mm/层，铺设宽度沿弦长方向以连接界面为中心双向各递增50mm/层。
[0023]更进一步地，所述三轴布的纤维方向为
±
45/0
°
，玻璃纤维单位面积质量为1250g；双轴布的纤维方向为
±
45
°
，玻璃纤维单位面积质量为800g。
[0024]更进一步地，钻孔完成后，沿叶根加强层厚度方向钻孔层厚段和连接界面深度全填充单向玻纤丝后，注入增韧改性环氧树脂，并(利用专业工具)加压，(从叶根外部进行观察，)直到填充区域全部填满。
[0025]进一步地，所述采用真空袋压成型方法与环氧树脂共固化成型包括采用增韧改性环氧树脂为基体树脂，玻纤布与环氧树脂采用的修复工艺为真空袋压成型方法。
[0026]与现有技术相比本专利技术有益效果。
[0027]本专利技术保证了叶根螺栓拔出的叶片的持续安全运行能力，突破了预埋叶根连接界面开裂修复的技术难题，为风力机叶片维护维修提供了一种新的途径。
附图说明
[0028]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明。本专利技术保护范围不仅局限于以下内容的表述。
[0029]图1为风力机叶片预埋叶根主要结构组件示意图。
[0030]图2为预埋叶根断面正视图。
[0031]图3为预埋叶根断面俯视图。
[0032]图4为预埋叶根断面侧视图。
[0033]图5为预埋叶根连接界面开裂修复方法示意图。
[0034]图6为预埋叶根的叶根加强层阶梯型双搭接挖补方法示意图。
[0035]图7为预埋叶根的叶根加强层的增铺补强层修复方法示意图。
[0036]图8为预埋叶根的叶根加强层补强层铺层俯视图。
[0037]图9为预埋叶根修复铺层示意图。
[0038]图中，1
‑
叶根螺栓、2
‑
螺栓套、3
‑
粘接树脂层、4
‑
环形单向玻纤丝、5
‑
单向三角条、6
‑
单向棒、7
‑
预埋叶根与法兰轴承连接区域、8
‑
预埋叶根楔形块过渡区域、9
‑
叶根内侧加强层、10
‑
叶根外侧加强层、11
‑
连接界面、12
‑
连接界面长度、13
‑
内侧修复补强层、14
‑
外侧修复补强层、15
‑
阶梯型双搭接挖补内侧加强层、16
‑
阶梯型双搭接挖补外侧加强层、17
‑
内侧加强层沿层厚钻孔段、18
‑
补片、19
‑
母板、20
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.风力机叶片预埋叶根连接界面开裂的补强性修复方法，其特征在于：针对叶片预埋叶根连接界面开裂损伤，采用阶梯型双搭接挖补叶根加强层后增铺补强层；其中，采用阶梯型双搭接挖补叶根加强层后增铺补强层包括：步骤1、阶梯型双向搭接的方式挖补移除内侧和外侧叶根加强层；步骤2、沿内侧叶根加强层厚度方向钻孔层厚段；步骤3、修复区域增铺补强层；待叶根内侧和外侧补强层铺设完成后，采用真空袋压成型方法与环氧树脂共固化成型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述阶梯型双向搭接的方式挖补移除内侧和外侧叶根加强层包括：以预埋叶根断面的连接界面为挖补中心，采用阶梯型双向搭接的方式挖补移除4层内侧和4层外侧叶根加强层。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述阶梯型双搭接的搭接宽度为50mm，所述内侧和外侧以相同的挖补移除方式分别挖补4层叶根加强层，挖补逐层沿叶片展长向叶尖方向错层为100mm/层；其中，挖补第一层叶根加强层的挖补宽度为130cm，挖补长度为连接界面开裂长度+30cm；挖补第二层叶根加强层的挖补宽度为120cm，挖补长度为连接界面开裂长度+20cm；挖补第三层叶根加强层的挖补宽度为110cm，挖补长度为连接界面开裂长度+10cm；挖补第四层叶根加强层的挖补宽度为100cm，挖补长度等同于连接界面开裂长度。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述挖补宽度即以连接界面为中心，向叶片前缘和后缘方向分别平铺；所述挖补长度即以叶根截面为起始位置，向展向叶尖方向平铺。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述沿内侧叶根加强层厚度方向钻孔层厚段包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：李慧，周勃，俞方艾，张雪岩，包洪兵，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：