基于声发射技术的大型风力机叶片材料的损伤研究
发布时间：2022-02-11 13:59
风力机叶片作为大型风机的关键部件，对其损伤的研究越来越受到业界的重视。由于其具有结构大、形状不规则、材料铺层复杂以及工作环境恶劣等因素，要实现对其进行健康监测一直是当下迫切需要解决的难题。当前常用的手段是通过监测其模态来识别它的健康状况，但这一方法敏感度低一直是无法解决的问题。针对这一问题，本文根据风机叶片材料破坏时的应变会产生声发射信号这一特点，提出利用声发射技术实现对大型风力机叶片材料的破坏进行监测。本文针对叶片材料铺层间破坏常见的Ⅰ、Ⅱ型裂纹，按照实际叶片不同铺层材料及铺层工艺设计了Ⅰ、Ⅱ型裂纹和不同材料的破坏试件，并委托叶片生产厂家按照实际生产工艺制作试件。作者通过声发射传感器、放大器、采集卡以搭建声发射信号采集系统，再利用万能试验机对试件进行加载，从而获得试件裂纹扩展时的声发射信号。获得信号以后，本文利用LABVIEW、DIAdem和MATLAB等软件对信号分析。分析的手段主要是通过信号特性选取合适的小波基对其进行小波分析，再通过分析计算各层能谱系数，对信号所在层级进行重构。然后通过提取特征值、频谱分析等分析方法对信号进行处理。处理结果显示，只凭借材料破坏时声发射信号的频谱是...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省211工程院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
横波示意图
图 2.2 纵波示意图（2）横波横波也称“凹凸波”。质点的振动方向与波的传播方向垂直，这样的波称为横波。横波质点的振动方向与波的传播方向相互垂直。在横波中波长通常是指相邻两个波峰或波距离。由于横波的传播特性，导致其在传播的过程中会在介质里产生剪切应力。所以形象的称为剪切波。但在液体或者气体中介质受剪无法恢复，所以横波是无法在气体中传播的，横波只在固体中传播。
（3）表面波（瑞利波）瑞利（Rayleigh）在 1887 年的时候首先发现在半无限大的固、气两种介质的交界面上会产生一种波。这种波不同于前面所发现的其他振动波形。这种波的传播轨迹是椭圆形的，下图显示了瞬间各个质点的位移状态。其中右侧的椭圆是质点的运动轨迹。这种椭圆的运动也可以被看作是纵波和横波的合成。这种波后来被命名为瑞利波。它因为包含横波所以也只能在固体中传播不能在气体或者液体中传播。
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国风电市场机遇和兆瓦级玻璃钢风机叶片[J]. 赵鸿汉,赵珏,钟方国. 电气制造. 2009(09)
[2]弹性圆柱壳结构振动有源控制理论分析[J]. 王巍. 噪声与振动控制. 2009(03)
[3]风力发电机市场前景与风电叶片生产现状[J]. 侯德宝. 化工装备技术. 2009(03)
[4]国外风力发电机的现状及前景展望[J]. 赵炜,李涛. 电力需求侧管理. 2009(02)
[5]浅析风力发电机叶片关键技术[J]. 李新梅,孙文磊. 机械制造. 2009(01)
[6]风力发电机叶片损伤演化预测方法研究[J]. 傅程,王延荣. 机械设计与制造. 2009(01)
[7]基于小波能谱系数的声发射源特征提取方法研究[J]. 吴占稳,王少梅,沈功田. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2008(01)
[8]我国风电市场机遇和玻璃钢风机叶片[J]. 赵鸿汉,赵珏,钟方国. 玻璃钢. 2007(04)
[9]我国风电市场机遇和玻璃钢风机叶片[J]. 赵鸿汉,赵珏,钟方国. 玻璃钢. 2007 (04)
[10]RAYLEIGH LAMB WAVES IN MICROPOLAR ISOTROPIC ELASTIC PLATE[J]. Rajneesh Kumar,Geeta Partap. Applied Mathematics and Mechanics（English Edition）. 2006(08)
硕士论文
[1]基于声发射技术的风电叶片裂纹无线监测系统研究[D]. 韩敬宇.北京化工大学 2010
[2]基于声发射和小波分析的大型风力机叶片材料损伤识别研究[D]. 赵新光.沈阳工业大学 2009
[3]基于IEC标准的风力发电机组声发射评估理论研究及其专用系统的实现[D]. 孙磊.重庆大学 2008
本文编号：3620404
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省211工程院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
横波示意图
图 2.2 纵波示意图（2）横波横波也称“凹凸波”。质点的振动方向与波的传播方向垂直，这样的波称为横波。横波质点的振动方向与波的传播方向相互垂直。在横波中波长通常是指相邻两个波峰或波距离。由于横波的传播特性，导致其在传播的过程中会在介质里产生剪切应力。所以形象的称为剪切波。但在液体或者气体中介质受剪无法恢复，所以横波是无法在气体中传播的，横波只在固体中传播。
（3）表面波（瑞利波）瑞利（Rayleigh）在 1887 年的时候首先发现在半无限大的固、气两种介质的交界面上会产生一种波。这种波不同于前面所发现的其他振动波形。这种波的传播轨迹是椭圆形的，下图显示了瞬间各个质点的位移状态。其中右侧的椭圆是质点的运动轨迹。这种椭圆的运动也可以被看作是纵波和横波的合成。这种波后来被命名为瑞利波。它因为包含横波所以也只能在固体中传播不能在气体或者液体中传播。
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国风电市场机遇和兆瓦级玻璃钢风机叶片[J]. 赵鸿汉,赵珏,钟方国. 电气制造. 2009(09)
[2]弹性圆柱壳结构振动有源控制理论分析[J]. 王巍. 噪声与振动控制. 2009(03)
[3]风力发电机市场前景与风电叶片生产现状[J]. 侯德宝. 化工装备技术. 2009(03)
[4]国外风力发电机的现状及前景展望[J]. 赵炜,李涛. 电力需求侧管理. 2009(02)
[5]浅析风力发电机叶片关键技术[J]. 李新梅,孙文磊. 机械制造. 2009(01)
[6]风力发电机叶片损伤演化预测方法研究[J]. 傅程,王延荣. 机械设计与制造. 2009(01)
[7]基于小波能谱系数的声发射源特征提取方法研究[J]. 吴占稳,王少梅,沈功田. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2008(01)
[8]我国风电市场机遇和玻璃钢风机叶片[J]. 赵鸿汉,赵珏,钟方国. 玻璃钢. 2007(04)
[9]我国风电市场机遇和玻璃钢风机叶片[J]. 赵鸿汉,赵珏,钟方国. 玻璃钢. 2007 (04)
[10]RAYLEIGH LAMB WAVES IN MICROPOLAR ISOTROPIC ELASTIC PLATE[J]. Rajneesh Kumar,Geeta Partap. Applied Mathematics and Mechanics（English Edition）. 2006(08)
硕士论文
[1]基于声发射技术的风电叶片裂纹无线监测系统研究[D]. 韩敬宇.北京化工大学 2010
[2]基于声发射和小波分析的大型风力机叶片材料损伤识别研究[D]. 赵新光.沈阳工业大学 2009
[3]基于IEC标准的风力发电机组声发射评估理论研究及其专用系统的实现[D]. 孙磊.重庆大学 2008
本文编号：3620404
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