首页 > 学术论文

基于声发射技术的风电叶片疲劳损伤监测研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 18:40:47
热度:

基于声发射技术的风电叶片疲劳损伤监测研究【摘要】:风能作为一种绿色无污染的新能源,日益受到重视,将成为未来人类社会赖以生存和发展的主要能源资源之一,风电产业具有广阔而美好的前景。然

【摘要】:风能作为一种绿色无污染的新能源,日益受到重视,将成为未来人类社会赖以生存和发展的主要能源资源之一,风电产业具有广阔而美好的前景。然而风电机组的安全性问题是影响风力发电效率的一个重要因素,特别是风电叶片,长期在自然环境恶劣的风场运行更容易出现故障。叶片一旦出现严重损伤,修复工作异常艰难,而且会降低风电机组的工作效率,也给企业造成巨大的经济损失。因此,对风电叶片进行安全性监测,并对灾难提前预警意义重大。声发射技术是一种新兴的无损检测技术,对动态缺陷敏感,它可以监测并记录外加载荷下材料内部缺陷的发展状况,评价缺陷的实际危害程度,越来越多地被用于风电叶片的结构健康检测。本课题在充分了解风电叶片常出现的质量问题和声发射技术在国内外发展状况的基础上,将声发射技术应用于风电叶片的结构健康检测。重点研究了风电叶片在不同疲劳程度的声发射特性和损伤状况。课题的内容包括声发射信号在风电叶片复合材料中的衰减特性研究,纤维断裂缺陷对玻璃纤维复合材料力学性能的影响,以及风电叶片在疲劳加载过程中的声发射监测。结果表明:声发射波垂直于纤维方向传播过程中,由于纤维-树脂循环界面的存在,使得声发射波更容易出现衰减,横向衰减比纵向衰减快很多;表面纤维断裂的材料的拉伸强度为1095MPa,拉伸模量为0.388GPa;无纤维断裂的玻璃纤维复合材料拉伸强度为1530MPa,拉伸模量为0.624GPa。表面纤维断裂的试样在拉伸各阶段的声发射信号均为突发型信号,幅度在80~90dB的信号具有最大的能量,为3.2×104~3.3×104mv*μs;持续时间最长,为2.4×104μs;振铃计数为3.4×104个。无纤维断裂试样拉伸各阶段的声发射信号为连续型信号,损伤最严重时的声发射信号幅度集中在70~80dB,这些的信号的能量、持续时间和振铃计数都具有最大值,分别为5.0×104mv*μs、4.75×104μs和4.3×104个,这些信号预示着纤维/基体脱粘、纤维断裂等严重的损伤;在叶片疲劳损伤监测中,叶片摆振20万次时已经有裂纹萌生,典型的裂纹信号频率有40kHz和80kHz,信号的幅值和能量都较低。循环载荷累积到180万次时,裂纹处于快速扩展状态,还出现了腹板小范围开胶和纤维分层等典型的疲劳损伤特征,此时声发射信号的幅值和能量都较高。本课题的研究结果表明,采用声发射技术可以有效检测风电叶片及玻璃纤维复合材料的损伤状况。根据声发射信号的参数分析和波形分析结果可以很好地对声发射源进行评价。 【关键词】:声发射 风电叶片 衰减 拉伸 疲劳
【学位授予单位】:兰州理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TM315;TB302.5
【目录】:
  • 摘要7-8
  • Abstract8-10
  • 第1章 绪论10-20
  • 1.1 课题研究背景及意义10-15
  • 1.1.1 课题研究背景10-14
  • 1.1.2 研究意义14-15
  • 1.2 风电叶片的安全性检测15-17
  • 1.2.1 风电叶片的结构及其常见缺陷15-16
  • 1.2.2 风电叶片的无损检测16-17
  • 1.3 声发射检测技术在国内外的研究现状17-18
  • 1.4 研究内容和意义18-19
  • 1.4.1 研究内容18-19
  • 1.4.2 风电叶片动态监测的意义19
  • 1.5 本章小结19-20
  • 第2章 声发射技术简介20-25
  • 2.1 声发射技术基本原理20
  • 2.2 声发射技术的特点20-21
  • 2.3 声发射信号处理方法21-23
  • 2.3.1 声发射信号的参数分析法21-22
  • 2.3.2 声发射波形分析法22-23
  • 2.4 声发射信号的降噪处理23
  • 2.5 本章小结23-25
  • 第3章 风电叶片复合材料的声发射信号衰减特性研究25-36
  • 3.1 声发射波的传播特征25-28
  • 3.1.1 声发射波的传播模式25-26
  • 3.1.2 声发射波的反射、折射和波形转换26-27
  • 3.1.3 声发射波传播速度27
  • 3.1.4 声发射波的衰减27-28
  • 3.2 风电叶片复合材料的声发射信号衰减研究28-36
  • 3.2.1 衰减实验目的28
  • 3.2.2 实验系统及参数设置28-29
  • 3.2.3 实验方案29
  • 3.2.4 实验结果分析29-34
  • 3.2.5 本章小结34-36
  • 第4章 风电叶片复合材料在拉伸实验中的声发射特性研究36-47
  • 4.1 实验目的36
  • 4.2 实验系统及方案36-45
  • 4.2.1 实验材料36
  • 4.2.2 实验设备及仪器36-37
  • 4.2.3 数据采集系统参数设置37
  • 4.2.4 实验方案37
  • 4.2.5 实验结果分析37-45
  • 4.3 本章小结45-47
  • 第5章 风电叶片疲劳过程中的声发射特性研究47-55
  • 5.1 实验目的47
  • 5.2 风电叶片疲劳加载方案47
  • 5.3 声发射检测方案47-48
  • 5.4 实验结果分析48-55
  • 5.4.1 声发射信号的小波分析48-51
  • 5.4.2 声发射信号的Hilbert-Huang变换51-54
  • 5.4.3 本章小结54-55
  • 结论与展望55-57
  • 1.课题研究的主要结论55-56
  • 2.展望56-57
  • 参考文献57-61
  • 致谢61-62
  • 附录A 攻读硕士期间发表的论文62


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

基于小波分析的复合材料层间损伤声发射行为    梁晓敏;周伟;庞艳荣;包正宇;吕智慧;韩婧;

风电叶片的主要缺陷与无损检测技术评价    何杰;杜玲;王冬生;

基于HHT的管道阀门内漏声发射检测研究    刘贵杰;徐萌;王欣;姜瑞林;

风电叶片复合材料拉伸损伤破坏声发射行为    周伟;孙诗茹;冯艳娜;张亭;韩江云;戚海东;

大型风电叶片缺陷及其无损检测技术研究    羊森林;赵萍;王锋;曹洪兵;

基于Hilbert-Huang变换的搅拌釜临界悬浮转速的声发射测量    胡雨晨;黄正梁;王靖岱;阳永荣;

HHT在复合材料损伤声发射信号处理中的应用    阳能军;王新刚;王蒙;

风电叶片复合材料结构缺陷无损检测研究进展    周伟;张洪波;马力辉;张万岭;

基于小波分析的声发射信号降噪处理方法    刘丛兵;

中国的风能资源与风力发电    申宽育;

混凝土损伤检测声发射技术应用研究    张力伟

风电叶片分层缺陷演化的力学行为及声发射响应特性研究    李亚娟

基于谐波小波和支持向量机的风电叶片损伤识别研究    饶金根

基于声发射技术的风电塔筒动态监测技术研究    桑远

声发射检测中传感器布置及声源定位的研究    刘艳

岩石及混凝土声发射技术室内试验研究    王祥

基于HHT的声发射信号处理研究    蒋鹏

基于声发射技术的锈蚀钢筋混凝土构件粘结性能研究    欧阳利军

电热元件-疏水涂层复合除冰系统的实验研究    王延明;倪爱清;王继辉;胡海晓;牟书香;

基于太赫兹时域光谱的玻璃纤维缺陷深度检测及数据分析    郭小弟;王强;谷小红;陈锡爱;范昕炜;

复合材料风电叶片静态无损检测方法研究进展    田松峰;韩强;王美俊;胥佳瑞;

Noise reduction algorithm of corrosion acoustic emission signal based on short-time fractal dimension enhancement    YU Yang;ZHANG Wenwen;YANG Ping;

风电叶片前缘胶接结构的超声检测技术研究    王昌盛;周克印;徐萍;孟令民;

风电场变压器配置方案优化研究    康慨;卢胜;

风机齿轮箱故障诊断技术研究综述    周泽坤;

风电叶片复合材料在三点弯曲过程中的声发射研究    张鹏林;李梅;王汝姣;姜宜成;

城市环境Savonius风轮地面效应数值模拟    朱建勇;马树元;王建明;刘沛清;

基于监测信号边际谱和双谱特征融合的孔系钻削质量分析    周友行;谢赛元;谢奇;周后明;

常用金属材料拉伸及疲劳裂纹声信号传播特性    孙国豪

水泥混凝土路面传力杆的传荷失效机理研究    李洛克

基于声发射技术对预应力钢筋混凝土梁损伤判定    王宇

拉深件成形早期裂纹AE信号特征分析与实验研究    张仰明

基于声发射技术的风电叶片疲劳损伤监测研究    李梅

风力发电机叶片故障诊断研究及实现    胡让

组合混凝土单轴压缩过程中声电效应实验研究    杨宁宁

埋地管线本体安全集成检测方法研究    贾晓龙

转向架构架声发射检测方法实验研究    莫亚婧

FRP-钢管约束混凝土损伤声发射监测及健康诊断    陈智

基于矩张量的钢筋混凝土结构损伤声发射检测方法研究    王晓丹

超声探头频响特性数字化检测方法研究与系统实现    张璇

基于小波理论的声发射信号降噪方法    赵西伟;任彬;

风机叶片复合材料裂纹损伤的声发射实验研究    邓宗白;单珂;

复合材料无损检测研究进展    汪星明;郭耀红;朱庆友;柳泽;

风电叶片复合材料层间剪切破坏声发射监测    张晓霞;戚海东;王芳;张洪波;周伟;

风电叶片用真空灌注型环氧树脂及其复合材料性能研究    李艳菲;李敏;顾轶卓;张佐光;

埋地管道漏损检测的声传播特性研究    严谨;刘敬喜;张娟;

复合材料叶片结构设计中的几个关键问题探讨    王耀东;何景武;夏盛来;

风电叶片复合材料压缩损伤破坏声发射监测    周伟;张晓霞;韦子辉;钟旸;

复合材料随机渐进失效分析与声发射监测    李海斌;阳建红;刘承武;张晖;邓凯;

炭/环氧复合材料拉伸损伤声发射特性及细观力学分析    龙宪海;阳能军;王汉功;

基于压电陶瓷的结构健康监测与损伤诊断    赵晓燕

基于振动的桥梁结构损伤识别方法研究    谢峻

集成化声发射信号处理平台的研究    张平

基于支持向量机的小电流接地系统故障选线研究    盛怡

基于声发射技术的风机叶片材料裂纹损伤的识别研究    单珂

基于声发射技术的焊接过程信号研究    张新明

面向游艇艇体的真空导入成型工艺系统技术研究    王胜龙

基于声发射技术的地铁列车滚动轴承故障诊断研究    陈展鹏

金属材料损伤过程声发射特征参数及损伤模型研究    樊保圣

风力机叶片机械损伤动态监测方法与技术研究    李芒芒

基于声发射技术的大型风力机叶片材料的损伤研究    杜文超

复合材料风机叶片疲劳损伤监测研究    王艳青

基于小波分析的汽车起重机常用钢声发射源特性研究    齐伟

声发射技术在复合材料中的应用及研究进展    刘怀喜,张恒,闫耀辰

声发射技术的研究进展    王永兵;

声发射技术的应用    合肥通用机械研究所声发射课题组;

声发射技术及其应用    刘建平;

声发射技术研究近况    关开程

声发射技术在国外边坡工程监测中的应用    秦四清

全国第四届声发射技术学术年会在山东召开    祝印兰

2013年世界声发射会议(上海)会议    

声发射监测仪的现状及发展展望    熊庆国,贺风云

声发射技术的应用与研究进展    戴光,徐彦廷,李伟,张颖

声发射技术及其发展    姚兵印;丁伟;

探测地震电磁声发射的可能性    卢永;杨军;田韬;

基于声发射技术的金属高频疲劳监测    李光海;刘正义;

电磁声发射技术研究    陈中剑;杨庆新;焦阳;颜威利;

基于声发射技术的金属高频疲劳监测    李光海;刘正义;

声发射技术及其在锅炉“四管”检测中的应用    赵勇;

岩石工程中的声发射技术研究与应用现状    李典文;

声发射技术在焦炭塔检测中的应用    张忠政;巩建鸣;梁华;蔡文生;崔强;邵峰;

声频技术在压力运载装备建造和安全运行中的应用    徐秉汉;岳亚霖;

应用声发射技术对在役压力容器的检测方法    李顺堂;崔维国;蔡宪法;

声发射技术为“亚健康”设备听诊    姚耀富

声发射监测把脉桥梁安全    贺慧宇

应用声发射技术检测钢轨中裂纹扩展    杨雄飞

用声发射技术检测容器    陈汝雄 张清华

用声发射技术检测容器    

引进声发射技术检测罐车压力容器    胡忠民李勇

光纤声发射检测技术研究    梁艺军

直升机复合材料试件声发射信号处理算法研究    于金涛

声发射信号处理系统与源识别方法的研究    赵静荣

海洋平台结构损伤声发射定位方法研究    李国瑞

基于声发射的全波形逆时反演模型的混凝土健康状态研究    栾浩杰

基于声发射技术的增韧陶瓷损伤研究    常智胜

基于声发射技术对预应力钢筋混凝土梁损伤判定    王宇

基于声发射的结构缺陷检测的数值模拟及实验研究    陈苇波

基于声发射技术的风电叶片疲劳损伤监测研究    李梅

电磁声发射技术研究    陈中剑

基于声发射技术的风电叶片裂纹无线监测系统研究    韩敬宇

电磁声发射数值模拟及实验研究    张建辉

声发射技术在化工设备检测中的应用    姜波