(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211044651.1 (22)申请日 2022.08.30 (71)申请人 中国航发北京航空材 料研究院 地址 100095 北京市海淀区温泉镇环山村 (72)发明人 韩雨田　范金娟　肖淑华　 (74)专利代理 机构 北京知汇林知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11794 专利代理师 杨华 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 113/26(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 一种复合材 料风电叶片的失效分析方法 (57)摘要 本发明公开了一种复合材料风电叶片的失 效分析方法， 属于风力发电技术领域， 方法包括： 记录现场中关于失 效叶片的环 境信息， 同时收集 失效叶片在服役期间的背景资料； 对失 效叶片的 残骸进行拍照， 对失效叶片的残骸进行初步拼接 还原； 初步判断失效叶片 的损失形式； 判断失效 叶片是否存在特殊宏观损伤； 对照相关构件的装 配图， 通过尺 寸测量的方式对材料结构进行初步 分析； 确定其断裂性质与承受载荷； 形成初步分 析报告； 判断初步分析报告中的证据是否可以解 释故障原因； 提取初步分析报告中与故障相关的 信息， 串联得出失效原因， 结合失效原因提出改 进措施。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 115510616 A 2022.12.23 CN 115510616 A 1.一种复合材 料风电叶片的失效分析 方法， 其特 征在于， 包括： S101： 记录现场中关于失效叶片的环境信息， 同时收集所述失效叶片在服役期间的背 景资料； S102： 对所述失效叶片的残骸进行拍照， 对所述失效叶片的残骸进行初步拼接还原， 对 宏观大型裂纹的最先开裂处进行初步定位； S103： 初步判断所述失效叶片的损失形式， 在所述失效叶片的损伤形式明显不符合正 常服役状态的情况下， 进入S104； 在所述 失效叶片的最先开裂位置、 开裂形貌与发生历史故 障时的最先开裂位置、 开裂形貌明显相似的情况下， 进入S105； 在所述 失效叶片的失效方式 为常规失效的情况 下， 进入S10 6； S104： 结合所述失效叶片在服役期间的服役历史分析， 在所述服役历史分析为失效原 因提供证明的情况下进入S110， 在所述服役历史分析未能为失效原因提供证明的情况下， 记录所述 服役历史分析并进入S10 6； S105： 结合所述失效叶片的历史故障记录， 在所述历史故障记录为失效原因提供证明 的情况下进入S110， 在所述历史故障记录未能为失效原因提供证明的情况下， 记录所述历 史故障记录并进入S10 6； S106： 判断所述失效叶片是否存在特殊宏观损伤， 其中， 所述特殊宏观损伤为明显扩展 方向不同的裂纹、 肉眼不可见 的深度方向裂纹， 或者， 形貌与常见载荷下断裂形貌不符， 在 所述失效叶片存在特殊宏观损伤且为关键损伤的情况下， 进入S107； 在所述失效叶片不存 在特殊宏观损伤的情况 下， 进入S108； S107： 通过无损检测输出内部损伤结构信息， 并对所述内部损伤的成因进行解释， 判断 所述内部损伤是否为关键损伤， 其中， 所述关键损伤为在降低所述失效叶片的承载能力方 面起到了 关键作用的损伤， 在所述内部损伤为所述关键损伤的情况下， 进入S110； 在所述内 部损伤不是 所述关键损伤的情况 下， 进入S108； S108： 对照相关构件的装配图， 通过尺寸测量的方式对材料结构进行初步分析， 判断所 述失效叶片的材料结构与规定是否一致， 在所述 失效叶片的材料结构与规定不一致的情况 下， 记录相关信息， 进入S1 10； 在所述失效叶片的材 料结构与规定一 致的情况 下， 进入S109； S109： 在初步溯源后缩小 的范围内， 采用放大镜进行观察， 遵循支流法， 以寻找断裂源 区， 并与常见断口进行对照， 确定其断裂性质与承受载荷， 进入S1 10； S110： 形成初步分析报告； S111： 判断所述初步分析报告中的证据是否可以解释故障原因， 其中， 所述证据包括照 片、 参数和故障历史记录； 在所述初步分析报告中的证据不可以解释故障原因的情况下， 回 到S101； 在所述初步分析报告中的证据可以解释故障原因的情况 下， 进入S1 12； S112： 提取所述初步分析报告中与故障相关的信息， 串联得出失效原因、 最先开裂处和 失效性质， 判断故障是否存在成为常性问题、 时令性问题的可能性， 结合 失效原因提出改进 措施。 2.根据权利要求1所述的失效分析 方法， 其特 征在于， 所述S101具体包括： S1011： 记录现场 中关于所述失效叶片的残骸现场位置、 残骸尺寸和损伤特征， 收集所 述失效叶片的残骸， 留意与所述失效叶片相关的未失效组件状态， 辅助判断出最先开裂位 置和最先失效的叶片。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115510616 A 23.根据权利要求2所述的失效分析方法， 其特征在于， 所述损伤特征包括： 变形、 划痕和 断口。 4.根据权利要求1所述的失效分析 方法， 其特 征在于， 所述S101具体包括： S1012： 收集所述失效叶片在服役期间的历史参数、 外场天气与风力历史记录、 相 关构 件与失效时工作状况。 5.根据权利要求1所述的失效分析方法， 其特征在于， 在 所述S1012之后， 所述S101还包 括： S1013： 分析 所述失效叶片在预期寿命内的工作状况 是否正常。 6.根据权利要求1所述的失效分析 方法， 其特 征在于， 所述S102具体包括： S1021： 通过河流法和T型法对宏观大 型裂纹的最先开裂处进行初步定位。 7.根据权利要求1所述的失效分析 方法， 其特 征在于， 所述S104具体包括： S1041： 分析 所述失效叶片在服役期间的参数 是否有异常或者极端的数值出现。 8.根据权利要求1所述的失效分析 方法， 其特 征在于， 所述S10 5具体包括： S1051： 分析本次失效是否与之前故障存在类似的情况。 9.根据权利要求1所述的失效分析 方法， 其特 征在于， 在所述S109之后， 还 包括： S113： 对所述断裂源区进行 取样， 进行微观的损伤 观察与理化 性能测试， 进入S1 10。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115510616 A 3