大型風(fēng)機(jī)葉片結(jié)構(gòu)損傷診斷方法研究.pdf

1、隨著可再生能源的開發(fā)與應(yīng)用，風(fēng)能以其資源豐富、分布廣泛以及對環(huán)境影響小等特點，已成為世界各國的主要能源之一，風(fēng)電技術(shù)也日趨成熟。葉片作為風(fēng)電機(jī)組的重要組成部分，在惡劣的自然環(huán)境中很容易發(fā)生損傷，且由于各種因素的影響，不能及時有效地對葉片的損傷進(jìn)行識別。葉片損壞將對風(fēng)電場造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，也對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行構(gòu)成了很大的威脅。因此，研究葉片在常見損傷類型下的損傷診斷方法具有重要意義。本文在分析葉片常用損傷識別方法的基礎(chǔ)上，對基于振動

2、檢測技術(shù)以及計算智能技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用于葉片的結(jié)構(gòu)損傷識別進(jìn)行了深入的研究。
　　本文首先分析介紹了葉片基本結(jié)構(gòu)、常見損傷類型以及現(xiàn)有葉片損傷識別的常用方法，為后續(xù)葉片有限元模型的建立以及損傷診斷方法的合理選取進(jìn)行必要的理論準(zhǔn)備。其次，根據(jù)葉片在實際環(huán)境中的運(yùn)行特點，將其轉(zhuǎn)換為與實際結(jié)構(gòu)相近的懸臂梁模型，并以2MW風(fēng)機(jī)葉片為研究對象，在ANSYS中創(chuàng)建其有限元模型，計算葉片損傷前后的模態(tài)參數(shù)值，并采用基于振動特性的損傷識別方法對葉

3、片的損傷進(jìn)行定位。然后，將葉片的損傷識別問題轉(zhuǎn)化為目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化的數(shù)學(xué)問題，分別采用常用的遺傳算法和果蠅算法對葉片的損傷進(jìn)行識別，并針對果蠅算法在識別精度方面的不足，對算法進(jìn)行了改進(jìn)。通過葉片單損傷和多損傷的數(shù)值仿真結(jié)果表明，改進(jìn)后的方法對葉片不同損傷工況的識別精度都有明顯提高。最后，搭建葉片振動檢測系統(tǒng)的實驗平臺，通過開裂紋的方式對葉片的裂紋損傷進(jìn)行模擬，并采用運(yùn)行模態(tài)分析技術(shù)對小型葉片損傷前后的模態(tài)參數(shù)進(jìn)行求取，然后采用上述方法對葉片