風(fēng)電葉片在疲勞試驗過程中的聲發(fā)射監(jiān)測研究.pdf

1、風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，其開發(fā)日益受到人們重視，它將會成為未來人類社會賴以生存所必需的主要能源資源之一，風(fēng)電行業(yè)具有廣闊而美好的開發(fā)前景。然而風(fēng)電葉片的安全保障問題是影響發(fā)電效率的一個重要因素之一，特別風(fēng)電葉片長期在惡劣的自然環(huán)境下運行更容易出現(xiàn)事故。葉片一旦出現(xiàn)嚴(yán)重故障，很難做修復(fù)工作，而且大大降低了風(fēng)電機組的正常工作效率，也會造成巨大的的經(jīng)濟損失。因此，風(fēng)電葉片疲勞試驗過程中的結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)的監(jiān)測對風(fēng)電機組的安全運行起著非常重要

2、的作用。聲發(fā)射（Acoustic Emission）檢測技術(shù)具有被動式和時效性檢測特點,廣泛應(yīng)用于大型構(gòu)件的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測，而風(fēng)電葉片體積龐大且結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，利用聲發(fā)射技術(shù)監(jiān)測風(fēng)電葉片的結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)對疲勞試驗的進行起著非常重要的作用。
　　本研究在詳細(xì)了解風(fēng)電葉片常見的質(zhì)量問題和聲發(fā)射技術(shù)在國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，基于聲發(fā)射技術(shù)對風(fēng)電葉片疲勞試驗進行了全程結(jié)構(gòu)健康檢測并對復(fù)合材料的拉伸加載進行了聲發(fā)射特性分析。主要研究了風(fēng)電葉片在疲

3、勞損傷的聲發(fā)射特性以及通過聲發(fā)射技術(shù)分析復(fù)合材料損傷演化機理。該試驗的主要內(nèi)容包括聲發(fā)射信號在風(fēng)電葉片復(fù)合材料中的衰減研究，多軸向復(fù)合材料力學(xué)性能的比較分析和有預(yù)斷纖維與無預(yù)斷纖維的聲發(fā)射特性比較分析，以及全尺寸風(fēng)電葉片在疲勞試驗過程中的聲發(fā)射應(yīng)用研究。結(jié)果表明，聲發(fā)射信號在風(fēng)電葉片傳播過程中橫向比縱向衰減快而大，而在葉片縱向和橫向傳播過程中傳播距離與信號幅度衰減速度關(guān)系一致，即隨著信號在葉片上傳播的距離越大幅度衰減就越快；風(fēng)電葉片復(fù)合

4、材料有預(yù)斷纖維試件的拉伸載荷和拉伸模量均比無預(yù)斷纖維試件的低，有預(yù)斷纖維試件拉伸過程中的聲發(fā)射信號能量主要集中在高頻率段內(nèi)，而無預(yù)斷纖維信號能量主要集中在低頻率段內(nèi)，含預(yù)斷纖維試件在拉伸過程中的聲發(fā)射信號均表現(xiàn)為突發(fā)型信號；定位圖趨勢分析是一種簡單的空間濾波技術(shù)，能夠減少試驗環(huán)境的干擾，并且通過能量、RMS等相關(guān)參數(shù)的趨勢分析以及相互驗證，能夠很好地得到損傷的起始時間和狀態(tài)。疲勞振動不同階段AE信號在相同頻段內(nèi)的能量比例不同，損傷擴展嚴(yán)