本文關(guān)鍵詞：基于超聲導(dǎo)波方法的風(fēng)機(jī)葉片覆冰檢測(cè)

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【摘要】：風(fēng)電作為一種重要的清潔可再生能源,在國民經(jīng)濟(jì)中扮演的角色日益重要。而作為風(fēng)電的主要裝置,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組常常位于高緯度或者高海拔等風(fēng)力資源較好的地區(qū),這就導(dǎo)致在寒冷的氣候條件下,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組要面臨表面覆冰的問題,其中,以風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片覆冰的影響最為嚴(yán)重。為了保證位于易結(jié)冰地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的正常、安全運(yùn)轉(zhuǎn),風(fēng)機(jī)葉片表面覆冰的檢測(cè)以及清除就顯得至關(guān)重要。而在目前的眾多檢測(cè)方法中,基于超聲導(dǎo)波的覆冰檢測(cè)方法以其性能高效,不妨礙葉片的正常運(yùn)轉(zhuǎn)且價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì)而備受關(guān)注。本文主要研究基于超聲導(dǎo)波理論的風(fēng)機(jī)葉片覆冰檢測(cè)方法。主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,介紹了Lamb波在黏彈性材料中以及復(fù)合材料-冰雙層介質(zhì)中的傳播理論,并分析了溫度變化對(duì)導(dǎo)波檢測(cè)結(jié)果的影響。其次,在理論分析的基礎(chǔ)上,針對(duì)實(shí)際風(fēng)機(jī)葉片截?cái)嗄Ｐ?在實(shí)驗(yàn)室中研究了溫度變化,尤其是低溫對(duì)Lamb波檢測(cè)結(jié)果的影響。接著分別對(duì)覆冰厚度與Lamb波各模態(tài)群速度變化間的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行了有限元模擬和試驗(yàn)研究,初步驗(yàn)證了基于超聲導(dǎo)波原理的風(fēng)機(jī)葉片覆冰檢測(cè)方法。最后,在實(shí)驗(yàn)室葉片模型研究的基礎(chǔ)上,對(duì)實(shí)際全尺寸風(fēng)機(jī)葉片(全長53.8m)進(jìn)行冰洞試驗(yàn),研究了導(dǎo)波在全尺寸葉片中傳播隨距離的衰減特性并驗(yàn)證基于導(dǎo)波覆冰檢測(cè)的可行性。在冰洞試驗(yàn)中,為了增強(qiáng)導(dǎo)波信號(hào),在激勵(lì)時(shí)采用了多個(gè)壓電片同時(shí)進(jìn)行激勵(lì)。試驗(yàn)結(jié)果表明,超聲導(dǎo)波方法可對(duì)風(fēng)機(jī)葉片覆冰進(jìn)行有效檢測(cè)。此外,由于常規(guī)導(dǎo)波檢測(cè)方法易受溫度影響,提出了一種改進(jìn)的新型壓電覆冰檢測(cè)方法。測(cè)試結(jié)果表明,該方法不受溫度影響且具有更高的覆冰檢測(cè)靈敏度。
【關(guān)鍵詞】：風(fēng)機(jī)葉片 導(dǎo)波 雙層介質(zhì) 覆冰檢測(cè)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM315
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 課題背景8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-13
• 1.2.1 風(fēng)機(jī)葉片覆冰檢測(cè)研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 超聲導(dǎo)波檢測(cè)方法研究與應(yīng)用現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 當(dāng)前研究存在的問題12-13
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容13-14
• 第2章 復(fù)合材料板中超聲導(dǎo)波的傳播特性14-31
• 2.1 引言14
• 2.2 黏彈性層中的導(dǎo)波14-18
• 2.2.1 單軸應(yīng)力下的黏彈性模型14-16
• 2.2.2 黏彈性層中的Lamb波16-18
• 2.3 復(fù)合材料-冰雙層介質(zhì)中的導(dǎo)波18-24
• 2.3.1 復(fù)合材料-冰雙層介質(zhì)中的位移場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)18-21
• 2.3.2 復(fù)合材料-冰雙層介質(zhì)的頻散特性21-24
• 2.4 溫度對(duì)導(dǎo)波檢測(cè)結(jié)果的影響24-29
• 2.4.1 壓電驅(qū)動(dòng)器激勵(lì)剪應(yīng)力模型24-26
• 2.4.2 激勵(lì)產(chǎn)生板中Lamb應(yīng)變模型26-27
• 2.4.3 傳感器接收信號(hào)模型27-29
• 2.4.4 溫度對(duì)壓電驅(qū)動(dòng)器-葉片-壓電傳感器系統(tǒng)的影響29
• 2.5 本章小結(jié)29-31
• 第3章 風(fēng)機(jī)葉片截?cái)嗄Ｐ透脖鶛z測(cè)研究31-45
• 3.1 引言31
• 3.2 葉片模型試驗(yàn)概況31-32
• 3.3 導(dǎo)波激勵(lì)波形選擇32-35
• 3.4 溫度對(duì)壓電驅(qū)動(dòng)器-葉片-壓電傳感器系統(tǒng)的影響35-37
• 3.4.1 溫度影響研究試驗(yàn)過程35-36
• 3.4.2 溫度影響研究試驗(yàn)結(jié)果分析36-37
• 3.5 葉片模型覆冰檢測(cè)數(shù)值模擬37-39
• 3.5.1 有限元模型37-39
• 3.5.2 ANSYS模擬結(jié)果分析39
• 3.6 葉片模型覆冰檢測(cè)的試驗(yàn)驗(yàn)證39-43
• 3.6.1 葉片截?cái)嗄Ｐ透脖鶛z測(cè)的試驗(yàn)過程40
• 3.6.2 葉片截?cái)嗄Ｐ透脖鶛z測(cè)的試驗(yàn)結(jié)果分析40-43
• 3.7 本章小結(jié)43-45
• 第4章 原型風(fēng)機(jī)葉片覆冰檢測(cè)冰洞試驗(yàn)研究45-62
• 4.1 引言45
• 4.2 葉片概況及壓電片布設(shè)45-47
• 4.3 導(dǎo)波激勵(lì)頻率及波形選擇47-51
• 4.4 溫度對(duì)壓電覆冰檢測(cè)系統(tǒng)的影響51-53
• 4.4.1 溫度對(duì)壓電覆冰檢測(cè)系統(tǒng)影響試驗(yàn)51-52
• 4.4.2 溫度對(duì)壓電覆冰檢測(cè)系統(tǒng)影響試驗(yàn)結(jié)果分析52-53
• 4.5 壓電覆冰檢測(cè)系統(tǒng)的覆冰檢測(cè)53-58
• 4.5.1 壓電覆冰檢測(cè)系統(tǒng)覆冰檢測(cè)試驗(yàn)53-55
• 4.5.2 壓電覆冰檢測(cè)系統(tǒng)覆冰檢測(cè)試驗(yàn)結(jié)果分析55-58
• 4.6 新型壓電覆冰檢測(cè)系統(tǒng)的覆冰檢測(cè)研究58-60
• 4.7 本章小結(jié)60-62
• 結(jié)論62-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 致謝68

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號(hào)：1054707