風電葉片在疲勞試驗過程中的聲發(fā)射監(jiān)測研究.pdf

1、風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，風電行業(yè)具有廣闊而美好的開發(fā)前景。然而風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)嚴重故障，很難做修復工作，而且大大降低了風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，風電葉片疲勞試驗過程中的結構健康狀態(tài)的監(jiān)測對風電機組的安全運行起著非常重要

2、的作用。聲發(fā)射（Acoustic Emission）檢測技術具有被動式和時效性檢測特點,廣泛應用于大型構件的結構健康監(jiān)測，而風電葉片體積龐大且結構形式復雜，利用聲發(fā)射技術監(jiān)測風電葉片的結構健康狀態(tài)對疲勞試驗的進行起著非常重要的作用。
　　本研究在詳細了解風電葉片常見的質量問題和聲發(fā)射技術在國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀的基礎上，基于聲發(fā)射技術對風電葉片疲勞試驗進行了全程結構健康檢測并對復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)射技術分析復合材料損傷演化機理。該試驗的主要內(nèi)容包括聲發(fā)射信號在風電葉片復合材料中的衰減研究，多軸向復合材料力學性能的比較分析和有預斷纖維與無預斷纖維的聲發(fā)射特性比較分析，以及全尺寸風電葉片在疲勞試驗過程中的聲發(fā)射應用研究。結果表明，聲發(fā)射信號在風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；風電葉片復合

4、材料有預斷纖維試件的拉伸載荷和拉伸模量均比無預斷纖維試件的低，有預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)，而無預斷纖維信號能量主要集中在低頻率段內(nèi)，含預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，能夠減少試驗環(huán)境的干擾，并且通過能量、RMS等相關參數(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