(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210957171.8 (22)申请日 2022.08.10 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115031948 A (43)申请公布日 2022.09.09 (73)专利权人 常州市宏发 纵横新材 料科技股份 有限公司 地址 213135 江苏省常州市新北区西夏墅 镇纺织工业园丽江路28号 (72)发明人 谈昆伦　张健　刘叶霖　曹磊　 杜秋萍　 (74)专利代理 机构 北京锦信诚泰知识产权代理 有限公司 1 1813 专利代理师 倪青华(51)Int.Cl. G01M 13/00(2019.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 119/04(2020.01) 审查员 唐松柏 (54)发明名称 模块化叶片疲劳寿命预测方法、 装置、 控制 装置和存 储介质 (57)摘要 本发明涉及风电叶片性能检测技术领域， 尤 其涉及一种模块化叶片疲劳寿命预测方法、 装 置、 控制装置和存储介质， 其中预测方法包括如 下步骤： S1： 于风电叶片内部检测处布设应变片； S2： 对风电叶片 进行不同弯矩下的疲 劳测试； S3： 记录疲劳测试过程中， 应力 ‑应变数据与对应的 循环加载次数； S4： 将疲劳过程中最大应力下降 到某一值时的应力作为发生疲劳破坏时的应力 大小， 此时的循环加载次数即为疲劳寿命； S5： 绘 制应力‑应变滞回曲线， 取循环加载次数为50%时 的滞回曲线所包围面积进行计算， 获得不同弯矩 下的循环塑性应变能， 并与疲劳寿命建立关系， 建立疲劳寿命预测模型， 本发明建立的模型简 单， 且基于能量法更能准确的描述模块化叶片的 疲劳寿命。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 115031948 B 2022.11.11 CN 115031948 B 1.一种模块 化叶片疲劳寿命预测方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： S1： 于风电叶片内部检测处布设应 变片； S2： 对风电叶片进行不同弯 矩下的疲劳测试； S3： 记录疲劳测试 过程中， 应力 ‑应变数据与对应的循环加载次数； S4： 将疲劳过程中最大应力下降到某一值时的应力作为发生疲劳破坏时的应力大小， 此时的循环加载次数即为 疲劳寿命； S5： 绘制应力 ‑应变滞回曲线， 取循环加载次数为50%时的滞回曲线所包围面积进行计 算， 获得不同弯 矩下的循环塑性应 变能， 并与疲劳寿命建立关系， 建立 疲劳寿命预测模型； 所述应变片预先粘贴于风电叶片内部的腹板、 主梁、 前缘和后缘处。 2.根据权利要求1所述的模块化叶片疲劳寿命预测方法， 其特征在于， 在风电叶片制备 时， 所述应 变片预先粘贴于腹板连接结构、 主梁连接结构、 前缘模块和后缘模块连接处。 3.根据权利要求1所述的模块化叶片疲劳寿命预测方法， 其特征在于， 疲劳过程中最大 应力下降到20% ～30%时的任一应力值作为发生 疲劳破坏时的应力大小。 4.根据权利要求3所述的模块化叶片疲劳寿命预测方法， 其特征在于， 疲劳过程中最大 应力下降到25%时的应力作为发生 疲劳破坏时的应力大小。 5.根据权利要求1所述的模块化叶片疲劳寿命预测方法， 其特征在于， 步骤S5中， 疲劳 寿命预测模型采用下述公式计算， 式中： ΔWp为循环塑性应 变能；Nf为疲劳寿命； a、b均为待定常数。 6.一种模块化叶片疲劳寿命预测装置， 其特征在于， 基于如权利要求1 ‑5任一项所述的 模块化叶片疲劳寿命预测方法的预测方法， 包括： 实验台支座、 激振器、 动态应力应变测试 仪、 电机、 变频器、 控制器和计算机 。 7.根据权利要求6所述的模块化叶片疲劳寿命预测装置， 其特征在于， 风电叶片通过螺 栓固定于所述 实验台 支座上， 应变片粘贴于风电叶片测试 处， 所述应变片通过线组与所述 动态应力应变测试仪相连， 所述动态应力应变测试仪与所述计算机信号连接， 所述控制器 与所述变频器控制连接， 所述变频器与所述电机信号连接， 所述电机驱动所述激振器工作。 8.一种控制装置， 其特 征在于， 包括： 存储器， 用于存 储指令； 处理器， 用于执行所述指令， 使得所述控制装置执行实现如权利要求1～5任一项所述 的模块化叶片疲劳寿命预测方法的操作。 9.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 所述计算机可读存储介质存储有计算机指 令， 所述计算机指令被处理器执行时， 实现如权利要求1～5任一项所述的模块化叶片疲劳 寿命预测方法。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115031948 B 2模块化叶片 疲劳寿命 预测方法、 装置、 控制装 置和存储介质 技术领域 [0001]本发明涉及 风电叶片性能检测技术领域， 尤其涉及一种模块化叶片疲劳寿命预测 方法、 装置、 控制装置和存 储介质。 背景技术 [0002]疲劳破坏是风电叶片主要的失效形式之一， 为保证叶片的正常使用寿命， 需在叶 片服役之前对叶片进 行全方位的疲劳性能评估， 对叶片 重要部位如 主梁、 腹板、 前后缘等进 行疲劳寿命预测。 [0003]目前在叶片疲劳设计中， 常用 S‑N曲线、 刚度衰减、 强度衰减作为损伤参量来描述 叶片的疲劳寿命。 S‑N曲线是通过一系列疲劳试验， 获取疲劳循环次数与应力幅的关系， 从 而对材料进 行疲劳寿命预测。 这种方法只能在常幅加载条件下得到， 且失效模式单一， 只是 适用于某些特定材料， 无法适用于复杂结构、 复杂应力条件下的疲劳寿命预测。 叶片复合材 料在疲劳载荷作用下， 随着循环 次数的增加， 其刚度、 强度会逐渐下降， 抗疲劳性能也逐渐 下降。 通过采集疲劳过程中材料的刚度、 强度数据， 就可用剩余刚度、 强度来描述疲劳寿命。 以剩余刚度、 强度作为损伤参量以描述材料 的疲劳寿命只是一种简化的模型， 忽略了很多 因素， 无法全面描述 疲劳过程， 导 致对叶片的疲劳寿命预测不 准确。 [0004]公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本公开总体背景技术的理解， 而不 应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域 技术人员所公知的现有技 术。 发明内容 [0005]本发明所要解决的技术问题是： 提供一种模块化叶片疲劳寿命预测方法、 装置、 控 制装置和存储介质， 避免了复杂的理论计算， 且模型简单， 参数较少， 更能准确的描述模块 化叶片的疲劳寿命。 [0006]为了达到上述目的， 本发明公开了一种模块化叶片疲劳寿命预测方法， 包括如下 步骤： [0007]S1： 于风电叶片内部检测处布设应 变片； [0008]S2： 对风电叶片进行不同弯 矩下的疲劳测试； [0009]S3： 记录疲劳测试 过程中， 应力 ‑应变数据与对应的循环加载次数； [0010]S4： 将疲劳过程中最大应力下降到某一值时的应力作为发生疲劳破坏时 的应力大 小， 此时的循环加载次数即为 疲劳寿命； [0011]S5： 绘制应力 ‑应变滞回曲线， 取循环加载次数为50%时的滞回曲线所包围面积进 行计算， 获得不同弯矩下的循环塑性应变能， 并与疲劳寿命建立关系， 建立疲劳寿命预测模 型。 [0012]进一步地， 所述应变片预先粘贴于风电叶片内部的腹板、 主梁、 前缘和后缘处， 通 过对风电叶片不同位置处进行检测， 从而完成对叶片不同部位的研究， 每一个风电叶片部 位的数据采集均是单独完成的， 且在疲劳寿命预测模型中获得的结果也是单独的， 供对此说　明　书 1/4 页 3 CN 115031948 B 3