[发明专利]共固化阻尼穿孔型抑颤结构的风力机叶片及其制作方法

说明书

本发明涉及风力机叶片，具体是一种共固化阻尼穿孔型抑颤结构的风力机叶片及其制作方法。本发明解决了现有抑颤技术无法从根本上提高风力机叶片的自身抑颤能力的问题。共固化阻尼穿孔型抑颤结构的风力机叶片，包括叶片本体、腹板；所述叶片本体包括外层蒙皮、内层蒙皮；所述叶片本体上相应主阶模态下的振峰周围设有矩形阻尼层、圆形树脂钉；其中，矩形阻尼层铺设于外层蒙皮和内层蒙皮之间；矩形阻尼层的表面开设有若干个内外贯通的圆形穿孔；圆形树脂钉的数目与圆形穿孔的数目一致；各个圆形树脂钉一一对应地嵌设于各个圆形穿孔的内腔；各个圆形树脂钉的两端端面均分别与外层蒙皮和内层蒙皮固结为一体。本发明适用于风力机。

技术领域

本发明涉及风力机叶片，具体是一种共固化阻尼穿孔型抑颤结构的风力机叶片及其制作方法。

背景技术

随着风力机大型化发展趋势的深入，风力机叶片也越来越柔细化。然而实践表明，柔细的风力机叶片容易发生颤振，由此容易影响风力机叶片的运行鲁棒性，从而影响风力发电效率。因此，为了保证风力机叶片的运行鲁棒性，目前主要采用如下抑颤技术对风力机叶片的颤振进行抑制：一、中国专利CN 105134482A公开了一种大型智能风机叶片灰色组合建模与优化振动控制的方法。该方法通过建立风机叶片系统灰色组合模型和设置模型预测控制器，实现叶片振动控制。该方法虽能通过智能控制器改变叶片周围流场，但其结构复杂、安装难度大，且增加了叶片质量。二、中国专利CN 104965408A和中国专利CN104898722A分别公开了一种风机叶片振动检测与控制装置。该装置是通过控制磁流变液流入到风机叶片内腔的质量改变风机叶片的频率，达到减轻振动目的。该装置未能从根本上提高叶片自身抑颤能力，且控制精度要求高、系统鲁棒性差。三、中国专利CN 102348892A公开了一种风力机叶片的结构阻尼器。该阻尼器通过粘接等方式附于叶片内壁，可在较宽的工作频率内有效控制叶片振动，但存在阻尼器脱离、增加叶片质量等缺点。四、中国专利CN103321853A公开了一种利用复合阻尼结构的风力机叶片抑颤方法。该方法通过在叶片表面铺设约束阻尼层，在主梁外表面设自由阻尼层，可起到提高叶片结构阻尼，抑制叶片振动的作用，但却以牺牲较大叶片刚度为代价，降低了叶片运行安全性。综上所述，现有抑颤技术大多是通过增加额外阻尼元件来提高风力机叶片的有效阻尼，或通过控制风力机叶片周围的流场来达到减振目的。这就要求受控阻尼元件的动态响应能力快，且能对风力机运行工况做出准确识别和响应，由此导致风力机叶片的运行鲁棒性与受控阻尼元件的响应精度直接相关，从而无法从根本上提高风力机叶片的自身抑颤能力。为此有必要发明一种全新的风力机叶片，以解决现有抑颤技术存在的上述问题。

发明内容

本发明为了解决现有抑颤技术无法从根本上提高风力机叶片的自身抑颤能力的问题，提供了一种共固化阻尼穿孔型抑颤结构的风力机叶片及其制作方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：

共固化阻尼穿孔型抑颤结构的风力机叶片，包括叶片本体、腹板；所述叶片本体包括外层蒙皮、内层蒙皮；所述叶片本体上相应主阶模态下的振峰周围设有矩形阻尼层、圆形树脂钉；其中，矩形阻尼层铺设于外层蒙皮和内层蒙皮之间；矩形阻尼层的表面开设有若干个内外贯通的圆形穿孔；各个圆形穿孔的直径均一致，且各个圆形穿孔等距排列形成穿孔阵列；圆形树脂钉的数目与圆形穿孔的数目一致；各个圆形树脂钉一一对应地嵌设于各个圆形穿孔的内腔，且各个圆形树脂钉的厚度均与矩形阻尼层的厚度一致；各个圆形树脂钉的两端端面均分别与外层蒙皮和内层蒙皮固结为一体。

共固化阻尼穿孔型抑颤结构的风力机叶片的制作方法(该方法用于制作本发明所述的共固化阻尼穿孔型抑颤结构的风力机叶片)，该方法是采用如下步骤实现的：

步骤A：在叶片模具上铺设外层蒙皮布层，然后在外层蒙皮布层的内表面铺设一定数目的外层复合材料层，外层蒙皮布层和外层复合材料层由此共同构成叶片本体中外层蒙皮的上半部，同时铺设真空灌注系统；