本發(fā)明屬于風電機組結構監(jiān)測，尤其涉及一種風機葉片主梁結構的制造方法。

背景技術：

1、隨著新能源的發(fā)展，風能的應用變得更加普遍，風力發(fā)電也成為了重要的能源來源之一。為了提升風電葉片效率與性能，其正朝著大型化、輕量化、高可靠性的方向發(fā)展，但過大的葉片結構對葉片主梁有了更高的要求。

2、風機葉片的主梁是葉片的核心支撐結構，它負責承載葉片在風力作用下產(chǎn)生的主要載荷，提供必要的剛度和強度，以保證葉片在長時間運行中的穩(wěn)定性和可靠性。主梁是風電葉片中主要的承載結構，其質量占葉片總質量的21％以上，且提供了90％的揮舞剛度。因此，主梁結構是否安全可靠對葉片有著十分重要的影響。

3、相關技術中，針對主梁結構的監(jiān)測主要是在葉片成型后，在葉片腔內隔著玻璃纖維布層粘貼應變傳感器進行監(jiān)測，而無法直接對主梁結構形變進行監(jiān)測，導致檢測的應變數(shù)據(jù)精度不高，不準確。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的技術目的在于提供一種風機葉片主梁結構的制造方法，旨在解決風機葉片主梁結構應變檢測結果的精度不高的問題。

2、為解決上述技術問題，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種風機葉片主梁結構的制造方法，步驟包括：

3、s1、制備光纖光柵陣列；

4、s2、對尾纖、光纖保護管以及所述光纖光柵陣列進行預裝配；

5、s3、將預裝配完成的所述光纖光柵陣列和所述尾纖通過拉擠工藝安裝在風機葉片主梁預制件的預設位置中；

6、s4、將安裝完成的風機葉片主梁預制件中的所述尾纖接入光纖接頭，制成所述風機葉片主梁結構。

7、在本發(fā)明的一些實施例中，所述步驟s2包括：

8、s2.1、在所述光纖光柵陣列中相鄰的兩個光纖光柵之間均安裝柔性支架；

9、s2.2、將所述光纖光柵陣列繞設于所述風機葉片主梁結構的繞纖軸上；

10、s2.3、將所述尾纖穿入所述光纖保護管中。

11、在本發(fā)明的一些實施例中，所述步驟s3包括：

12、s3.1、將多根纖維增強復合材料束浸入放置有環(huán)氧樹脂的膠槽中，引入拉擠模具中，固化后得到風機葉片主梁預制件；

13、s3.2、將穿有所述尾纖的所述光纖保護管和所述光纖光柵陣列引入拉擠模具中，通過拉擠工藝植入所述風機葉片主梁預制件中；

14、s3.3、按照預設長度進行截斷。

15、在本發(fā)明的一些實施例中，所述步驟s4包括：

16、s4.1、依據(jù)標記的所述放置位置進行開槽；

17、s4.2、剝離出所述尾纖與所述纖維增強復合材料束；

18、s4.3、將所述光纖接頭與剝離出的所述尾纖進行相接，依次進行修邊、打磨，制得所述風機葉片主梁結構。

19、在本發(fā)明的一些實施例中，所述纖維增強復合材料束包括玻璃纖維和碳纖維中的至少一種；

20、所述光纖保護管包括塑料管、天然橡膠管、硅橡膠管、氯丁橡膠管、金屬管、鎧裝光纜管中的至少一種；

21、所述光纖保護管的直徑為0.2～1mm。

22、在本發(fā)明的一些實施例中，所述風機葉片主梁結構的橫截平面為長方形或圓形，所述光纖光柵陣列沿所述風機葉片主梁結構的橫截平面間隔排布。

23、在本發(fā)明的一些實施例中，所述步驟s1包括：

24、s1.1、將光纖沿長度方向劃分多個分級區(qū)域；

25、s1.2、確定設置在每一所述分級區(qū)域中的所述光纖光柵陣列的周期；其中，計算公式為λ＝2nt，其中，λ是光纖光柵陣列反射光的波長，n為光纖的折射率，t為光纖光柵陣列的周期；

26、s1.3、依據(jù)所述光纖光柵陣列的周期，調整刻寫設備的光束間距和強度進行刻寫，封裝后得到光纖光柵陣列。

27、在本發(fā)明的一些實施例中，每一所述分級區(qū)域中的光纖光柵陣列的周期相同，不同的所述分級區(qū)域中的光纖光柵陣列的周期不相同。

28、在本發(fā)明的一些實施例中，每一所述分級區(qū)域中的光纖光柵陣列的周期逐漸增大或減小。

29、本發(fā)明中風機葉片主梁結構的制造方法與現(xiàn)有技術相比，有益效果在于：

30、制備高精度的光纖光柵陣列，使其能夠在葉片主梁內部感知微小的形變。光纖光柵陣列的波長會隨主梁的應力或應變發(fā)生變化，可以精確檢測和反映葉片主梁在運行中的形變情況。通過光纖光柵陣列實時感知葉片主梁的應力分布和應變，提供高精度的形變數(shù)據(jù)。這有助于在葉片運行中持續(xù)監(jiān)測其結構健康狀態(tài)，預防潛在故障，幫助運維人員進行遠程監(jiān)測和診斷，確保風機葉片在各種運行條件下的安全性和可靠性。

技術特征：

1.一種風機葉片主梁結構的制造方法，其特征在于，步驟包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的風機葉片主梁結構的制造方法，其特征在于，所述步驟s2包括：

3.根據(jù)權利要求2所述的風機葉片主梁結構的制造方法，其特征在于，所述步驟s3包括：

4.根據(jù)權利要求3所述的風機葉片主梁結構的制造方法，其特征在于，所述步驟s4包括：

5.根據(jù)權利要求3所述的風機葉片主梁結構的制造方法，其特征在于，所述纖維增強復合材料束包括玻璃纖維和碳纖維中的至少一種；

6.根據(jù)權利要求1所述的風機葉片主梁結構的制造方法，其特征在于，所述風機葉片主梁結構的橫截平面為長方形或圓形，所述光纖光柵陣列沿所述風機葉片主梁結構的橫截平面間隔排布。

7.根據(jù)權利要求1所述的風機葉片主梁結構的制造方法，其特征在于，所述步驟s1包括：

8.根據(jù)權利要求7所述的風機葉片主梁結構的制造方法，其特征在于，每一所述分級區(qū)域中的光纖光柵陣列的周期相同，不同的所述分級區(qū)域中的光纖光柵陣列的周期不相同。

9.根據(jù)權利要求7所述的風機葉片主梁結構的制造方法，其特征在于，每一所述分級區(qū)域中的光纖光柵陣列的周期逐漸增大或減小。

技術總結
本發(fā)明提出了一種風機葉片主梁結構的制造方法，步驟包括：制備光纖光柵陣列，對尾纖、光纖保護管以及光纖光柵陣列進行預裝配，將預裝配完成的光纖光柵陣列和尾纖通過拉擠工藝安裝在風機葉片主梁預制件的預設位置中，將安裝完成的風機葉片主梁預制件中的尾纖接入光纖接頭，制成風機葉片主梁結構。制備高精度的光纖光柵陣列，使其能夠在葉片主梁內部感知微小的形變，光纖光柵陣列的波長會隨主梁的應力或應變發(fā)生變化，可以精確檢測和反映主梁結構的形變情況，提供高精度的形變數(shù)據(jù)。這有助于在葉片運行中持續(xù)監(jiān)測其結構健康狀態(tài)，預防潛在故障，幫助運維人員進行遠程監(jiān)測和診斷，確保風機葉片在各種運行條件下的安全性和可靠性。

技術研發(fā)人員：趙恩國,邵洪峰,宋東輝,陳懷宇,張振江,姚娜
受保護的技術使用者：尚寧智感（北京）科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/10