[发明专利]用于确定结构的强度的系统和方法

说明书

本发明涉及一种用于确定基底的弯曲强度和结构与基底之间的接头的剥离强度中的至少一个的设备。所述设备包括配置成支撑结构的固定件和定位在固定件的各侧上并配置成支撑基底的多个支撑桁杆。另外，所述设备包括多个载荷施加构件，所述多个载荷施加构件配置成将载荷施加到基底上，以使基底相对于多个支撑桁杆变形。此外，所述设备包括传感器，所述传感器配置成在将载荷施加到基底上的期间确定参数，诸如结构中引起的轴向载荷、基底与结构之间的接头中的剥离应力以及基底上的弯曲力矩，以确定弯曲强度和剥离强度中的至少一个。

技术领域

本发明总体上涉及风力涡轮机的领域。特别地，本发明涉及一种用于确定基底（substrate）的弯曲强度和基底与结构之间的接头的剥离强度中的至少一个的设备。本发明的实施例涉及一种用于确定壳体的基底的弯曲强度和基底与风力涡轮机叶片的壳体的增强结构之间的接头的剥离强度的设备。

背景技术

风动力是发展最快的可再生能量技术中的一种，并且提供清洁和环保的能源。典型地，风力涡轮机包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱以及一个或多个转子叶片。使用已知的翼型原理捕捉风的动能。现代风力涡轮机可以具有长度超过90米的转子叶片。

涡轮机叶片是用于将风能转化成电能的风力涡轮机的基本元件。叶片具有翼型的横截面轮廓，使得在操作期间，空气流过叶片，在侧部之间产生压力差。因此，被从压力侧朝向吸力侧引导的升力作用在叶片上。升力在主转子轴上生成扭矩，主转子轴齿轮连接到发电机，以用于产生电。

涡轮机叶片通常通过包括编织织物或纤维和树脂的层的两个壳体部件或壳体半部件形成壳体本体来制造。翼梁帽或主层压体放置或集成在壳体半部件中，并且可以与抗剪腹板或翼梁桁杆组合以形成结构支撑构件。翼梁帽或主层压体可以接合到壳体的吸力和压力半部件的内部或集成在其之内。

抗剪腹板通常使用合适的结合膏或黏合剂或化合物结合或连接到翼梁帽，从而在抗剪腹板与壳体之间形成结合线或接头，从而连接壳体。在风力涡轮机的操作期间，风力涡轮机叶片可能经受载荷的影响，作为其结果，在压力侧壳体部件中以及吸力侧壳体部件中可能生成弯曲力矩。弯曲力矩可以使风力涡轮机叶片变形（即，导致形状上的变化），典型地从翼型形状变成椭圆形形状。叶片的这种变形或形状上的变化可能在诸如抗剪腹板、翼梁帽、抗剪腹板与翼梁帽之间的黏合接头的部件中施加应力。应力可能最终使构件失效，导致叶片的失效，这可能是不期望的。

因此，本行业将受益于一种设备/系统，所述设备/系统用于确定壳体的基底的弯曲强度和基底与风力涡轮机叶片的壳体的增强结构之间的接头的剥离强度中的至少一个，以提高叶片的使用寿命。

发明内容

在本发明的一个非限制实施例中，公开了一种用于确定基底的弯曲强度和基底与结构之间的接头的剥离强度中的至少一个的设备。所述设备包括配置成支撑结构的固定件和多个支撑桁杆（其每个在自由端处限定有滚动支撑件）。多个支撑桁杆中的至少一个设置在固定件的任一侧上，以用于支撑接合到结构的基底。另外，所述设备包括多个载荷施加构件，其配置成将载荷施加到基底上，使得基底相对于多个支撑桁杆变形，以用于确定基底的弯曲强度和基底与结构之间的接头的剥离强度中的至少一个。

在本发明的实施例中，结构通过机械接合过程刚性地支撑在固定件中。

在本发明的实施例中，其中，滚动支撑件是球接头。

在本发明的实施例中，所述设备包括传感器，其用于在将载荷施加到基底上的期间检测参数，直到基底、结构和结构与基底之间的接头中的至少一个失效。

在本发明的实施例中，由传感器检测的参数包括：结构中引起的轴向载荷；基底与结构之间的接头中的剥离应力以及基底上的弯曲力矩。

在本发明的实施例中，传感器包括以下中的至少一个：力变送器（transducer）；伸长计；以及载荷仪（load cell）。

在本发明的实施例中，基底相对于多个支撑桁杆的变形限定曲线。