復合材料風機葉片疲勞損傷監(jiān)測研究.pdf

1、本文主要研究基于壓電陶瓷傳感器的復合材料風力發(fā)電機組風輪葉片的疲勞損傷監(jiān)測相關技術，同時研究多個損傷源以及噪聲混合信號的盲源分離方法。主要研究內容如下：
　?。?）設計制作了實際尺寸的小型復合材料風機葉片的等位移疲勞加載系統(tǒng)，并進行了復合材料風機葉片疲勞損傷監(jiān)測試驗，試驗過程中采用應變片和壓電陶瓷傳感器采集了結構應變數(shù)據(jù)和疲勞損傷產(chǎn)生的聲發(fā)射數(shù)據(jù)。通過對應變數(shù)據(jù)處理分析，發(fā)現(xiàn)試件破壞裂縫發(fā)生的位置附近區(qū)域的應變在試驗末后期時程變得

2、不穩(wěn)定，突增變大，由此提出通過應變監(jiān)測對復合材料風機葉片疲勞損傷預警的方法。
　?。?）采用常規(guī)的聲發(fā)射信號分析方法對壓電陶瓷傳感器所采集的信號進行了分析，揭示了復合材料風機葉片疲勞損傷發(fā)展過程中的聲發(fā)射活動由少到多，由慢到快，由弱到強的變化規(guī)律，提出可用聲發(fā)射計數(shù)時程監(jiān)測和預警復合材料風機葉片疲勞損傷破壞的方法；通過聲發(fā)射信號能量，幅度以及頻率的時程分析，研究并提出了復合材料風機葉片疲勞損傷模式（基體開裂，界面脫粘分層以及纖維斷

3、裂）的識別和監(jiān)測方法。
　　（3）結構健康監(jiān)測中經(jīng)常面臨不同損傷源產(chǎn)生的損傷信號和噪聲混合在一起同時被傳感器接收，以致無法直接由混合信號分析不同損傷源的個性損傷信息。針對這一問題，本文提出用信號盲源分離方法從不同結構損傷源信號的混合信號中分離出反映不同損傷源特性的估計損傷源信號的方法。用基于獨立成分分析的盲源分離方法分離了模擬正弦信號中混合的高斯噪聲和均勻噪聲，驗證了盲源分離方法可用來去噪的功能。從復合材料風機葉片疲勞損傷信號中選