[發明專利]復合材料風電葉片損傷的修復與修復后結構健康監測方法

有效

• 申請號: 202011143739.X
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112373072B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 張璐;曲曉強;盧少微;林倫洋;王曉強;盧堯;趙子平;呂伯超
• 申請（專利權）人: 沈陽航空航天大學
• 主分類號: B29C73/24
• 分類號: B29C73/24;B29C73/26;B29C73/12;B29C37/00;B29L31/08
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 吳瓊

1.一種復合材料風電葉片損傷的修復與修復后結構健康監測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：用超聲波檢測法確定損傷區域的位置和形狀，將損傷區域的葉片漆面及蒙皮層打磨拋光，設計損傷區域的階梯式錯茬打磨方案；

步驟2：使用中間帶有長和寬的比為2：1的矩形孔洞模具，在錯茬打磨區域制備MXene/CNT傳感器，傳感器的長度方向沿錯茬打磨區域的長度方向，在傳感器長度方向兩端設置電極，即得到微納米傳感器；使微納米傳感器陣列在損傷底部和原始纖維布的錯茬區域，總共布置2n個傳感器；其中n≥1，n為整數；

步驟3：按照原鋪層設計鋪設n+6+2層纖維布；依次先鋪設n層原始纖維布，然后鋪設6層補強層纖維布，最后鋪設2層外蒙皮層纖維布；

步驟4：采用真空袋壓成型工藝進行修復，實現葉片的智能化修復；

步驟5：在葉片工作時采用微納米傳感器進行實時監測，通過傳感器反饋的數據圖像，在發現裂紋后，由滿負荷運轉降為空載，并在1-2min內完成停機，阻止裂紋的進一步擴展而導致的危險性破壞，并根據各傳感器之間的數據對比，確定裂紋出現的位置與深度。

2.根據權利要求1所述的復合材料風電葉片損傷的修復與修復后結構健康監測方法，其特征在于，所述步驟1中，打磨方案須滿足：

將損傷的最底部打磨成長方形以便于接下來的修補層和傳感器的鋪設，打磨操作所處環境的空氣相對濕度≤75%；

每層單向布：在損傷區域周圍打磨階梯，沿損傷區域長度方向每層階梯錯茬打磨尺寸與層厚之比為100:1，沿損傷區域寬度方向每層階梯錯茬打磨尺寸與層厚度之比為30:1；

每層兩軸向布：在損傷區域周圍打磨階梯，沿損傷區域長度方向和損傷區域寬度方向每層階梯錯茬打磨尺寸與層厚之比均為30:1；

每層三軸向布：在損傷區域周圍打磨階梯，沿損傷區域長度方向每層階梯錯茬打磨尺寸與層厚之比為50:1，沿損傷區域寬度方向每層階梯錯茬打磨尺寸與層厚之比為30:1。

3.根據權利要求1所述的復合材料風電葉片損傷的修復與修復后結構健康監測方法，其特征在于，所述步驟3中，鋪設的原始纖維布、補強層纖維布和外蒙皮層纖維布面積依次由大到小，其中n層原始纖維布按打磨面積錯茬鋪設，6層補強層纖維布和2層外蒙皮層纖維布在長度方向上均錯茬50倍層厚，寬度方向上均錯茬15倍層厚。