基于聲發(fā)射技術(shù)的風(fēng)電葉片疲勞損傷監(jiān)測(cè)研究.pdf

1、風(fēng)能作為一種綠色無(wú)污染的新能源，日益受到重視，將成為未來(lái)人類社會(huì)賴以生存和發(fā)展的主要能源資源之一，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)具有廣闊而美好的前景。然而風(fēng)電機(jī)組的安全性問(wèn)題是影響風(fēng)力發(fā)電效率的一個(gè)重要因素，特別是風(fēng)電葉片，長(zhǎng)期在自然環(huán)境惡劣的風(fēng)場(chǎng)運(yùn)行更容易出現(xiàn)故障。葉片一旦出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p傷，修復(fù)工作異常艱難，而且會(huì)降低風(fēng)電機(jī)組的工作效率，也給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，對(duì)風(fēng)電葉片進(jìn)行安全性監(jiān)測(cè)，并對(duì)災(zāi)難提前預(yù)警意義重大。
　　聲發(fā)射技術(shù)是一種新興的無(wú)損

2、檢測(cè)技術(shù)，對(duì)動(dòng)態(tài)缺陷敏感，它可以監(jiān)測(cè)并記錄外加載荷下材料內(nèi)部缺陷的發(fā)展?fàn)顩r，評(píng)價(jià)缺陷的實(shí)際危害程度，越來(lái)越多地被用于風(fēng)電葉片的結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)。
　　本課題在充分了解風(fēng)電葉片常出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題和聲發(fā)射技術(shù)在國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r的基礎(chǔ)上，將聲發(fā)射技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)電葉片的結(jié)構(gòu)健康檢測(cè)。重點(diǎn)研究了風(fēng)電葉片在不同疲勞程度的聲發(fā)射特性和損傷狀況。課題的內(nèi)容包括聲發(fā)射信號(hào)在風(fēng)電葉片復(fù)合材料中的衰減特性研究，纖維斷裂缺陷對(duì)玻璃纖維復(fù)合材料力學(xué)性能的影響，以及風(fēng)

3、電葉片在疲勞加載過(guò)程中的聲發(fā)射監(jiān)測(cè)。
　　結(jié)果表明：聲發(fā)射波垂直于纖維方向傳播過(guò)程中，由于纖維-樹(shù)脂循環(huán)界面的存在，使得聲發(fā)射波更容易出現(xiàn)衰減，橫向衰減比縱向衰減快很多；表面纖維斷裂的材料的拉伸強(qiáng)度為1095MPa，拉伸模量為0.388GPa；無(wú)纖維斷裂的玻璃纖維復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度為1530MPa，拉伸模量為0.624GPa。表面纖維斷裂的試樣在拉伸各階段的聲發(fā)射信號(hào)均為突發(fā)型信號(hào)，幅度在80～90dB的信號(hào)具有最大的能量，為3.2

4、×104～3.3×104mv*μs；持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)，為2.4×104μs；振鈴計(jì)數(shù)為3.4×104個(gè)。無(wú)纖維斷裂試樣拉伸各階段的聲發(fā)射信號(hào)為連續(xù)型信號(hào)，損傷最嚴(yán)重時(shí)的聲發(fā)射信號(hào)幅度集中在70～80dB，這些的信號(hào)的能量、持續(xù)時(shí)間和振鈴計(jì)數(shù)都具有最大值，分別為5.0×104 mv*μs、4.75×104μs和4.3×104個(gè)，這些信號(hào)預(yù)示著纖維/基體脫粘、纖維斷裂等嚴(yán)重的損傷；在葉片疲勞損傷監(jiān)測(cè)中，葉片擺振20萬(wàn)次時(shí)已經(jīng)有裂紋萌生，典型的裂