風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片故障診斷及裂紋損傷數(shù)值分析.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展能源消耗以及污染問題的日漸嚴(yán)重，風(fēng)能作為一種清潔能源受到全球各國(guó)政府的青睞。風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片承載著旋轉(zhuǎn)的主要任務(wù)，其目的就是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能。由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組常常在一些偏遠(yuǎn)、自然環(huán)境極其惡劣的條件下工作，并且葉片在高空中處于懸空的狀態(tài)，一旦發(fā)生故障會(huì)給整個(gè)風(fēng)電機(jī)組造成停機(jī)，嚴(yán)重影響到了風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率。因此，開展風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片故障的研究，對(duì)保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)的安全和長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行具有非常重要的意義。
　　本文對(duì)風(fēng)電葉片

2、故障診斷的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及在生活中常見的風(fēng)電葉片結(jié)構(gòu)和制動(dòng)進(jìn)行了介紹，對(duì)葉片故障發(fā)生的主要原因、故障類型、故障產(chǎn)生的機(jī)理以及常用的故障監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行了對(duì)比研究。通過(guò)對(duì)葉片等效懸臂梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)、靜頻公式進(jìn)行了推導(dǎo)，對(duì)比數(shù)值分析和理論推導(dǎo)的求解結(jié)果，表明有限元的方法對(duì)葉片分析的有效性。利用Wilson葉片優(yōu)化方法，結(jié)合CATIA和Profili選型軟件，完成對(duì)葉片三維模型的建立。根據(jù)葉片損傷前后的模態(tài)應(yīng)變能變化率，作為診斷葉片是否發(fā)生損傷的依

3、據(jù)；將模態(tài)應(yīng)變能變化率和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)二者結(jié)合，該方法具有較高的辨識(shí)率、可準(zhǔn)確的辨識(shí)葉片損傷。針對(duì)葉片可能存在的裂紋損傷進(jìn)行不同方向、不同位置和不同深度的分析，通過(guò)引入葉片健康狀況的評(píng)價(jià)指標(biāo)RMSD（均方值），建立RMSD與裂紋損傷區(qū)域面積S的關(guān)系，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了葉片裂紋損傷的量化。驅(qū)動(dòng)器在故障檢測(cè)中起著重要作用，而壓電驅(qū)動(dòng)器類型和激勵(lì)頻率的選擇尤為重要，文中重點(diǎn)對(duì)驅(qū)動(dòng)器的幾何尺寸以及泊松比對(duì)共振頻率的影響分析。
　　分析結(jié)果表明利