發(fā)布時(shí)間：2017-07-14 23:02

  本文關(guān)鍵詞：風(fēng)電葉片復(fù)合材料膠接接頭損傷破壞聲發(fā)射行為研究

  更多相關(guān)文章： 風(fēng)電葉片 膠接接頭 聲發(fā)射技術(shù) 有限元分析 損傷機(jī)制

【摘要】：針對當(dāng)前風(fēng)電葉片復(fù)合材料膠接接頭易出現(xiàn)缺膠、脫粘等缺陷的問題,本課題采用聲發(fā)射技術(shù)監(jiān)測其層間膠接接頭和金屬/復(fù)合材料柱殼膠接接頭試件的損傷破壞全過程,通過實(shí)驗(yàn)和有限元分析對比研究膠接接頭的力學(xué)性能和聲發(fā)射行為。通過實(shí)驗(yàn)對多種復(fù)合材料膠接接頭試件的力學(xué)性能、界面破壞表征、聲發(fā)射信號響應(yīng)特性和有限元分析等方面進(jìn)行研究,得到主要結(jié)論如下:(1)對于單搭接接頭拉伸破壞,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明缺陷降低了接頭的承載能力和平均剪切應(yīng)力,粘附破壞為主要破壞模式,損傷大多發(fā)生在膠層邊緣和缺陷邊緣等高應(yīng)力集中區(qū)域。對于含缺陷的試件,在損傷演化階段,幅度為60-80 dB的聲發(fā)射信號持續(xù)增多。(2)對于I型和Ⅱ型接頭加載破壞,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明粘附破壞為主要破壞模式,且膠層邊緣同時(shí)伴有內(nèi)聚破壞和纖維斷裂。此外,接頭的損傷破壞與聲發(fā)射信號的特征參數(shù)相對應(yīng),尤其是幅度分布。較長搭接長度的Ⅱ型接頭對應(yīng)著較高的承載能力,較高的聲發(fā)射幅度和相對能量,以及較多的撞擊累計(jì)數(shù)。(3)對于柱殼接頭扭轉(zhuǎn)破壞,實(shí)驗(yàn)和FEA結(jié)果共同表明,增加搭接長度和螺栓直徑能有效增強(qiáng)其承載能力,但平均剪切應(yīng)力卻隨搭接長度的增加而減小。內(nèi)聚破壞為主要破壞模式,且伴隨著纖維斷裂。隨著搭接長度和螺栓直徑的增加,越來越多幅度在60-80 dB的聲發(fā)射信號產(chǎn)生在損傷演化階段,越來越多幅度在80 dB以上的聲發(fā)射信號產(chǎn)生在破壞階段。(4)對于柱殼接頭拉伸破壞,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明粘附破壞為主要破壞模式,損傷大多發(fā)生在膠層邊緣應(yīng)力集中處。較長搭接長度的柱殼接頭對應(yīng)著較高的承載能力,較高的聲發(fā)射幅度和相對能量,以及較多的撞擊累計(jì)數(shù)。以上結(jié)果表明,復(fù)合材料膠接接頭的損傷破壞與其聲發(fā)射信號響應(yīng)特性相對應(yīng),尤其是幅度分布。因此,聲發(fā)射行為能用來研究膠接接頭的損傷機(jī)制,為風(fēng)電葉片的早期健康監(jiān)測和狀態(tài)監(jiān)測提供依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電葉片 膠接接頭 聲發(fā)射技術(shù) 有限元分析 損傷機(jī)制
【學(xué)位授予單位】：河北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG49;TB302.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題背景及意義10
• 1.2 風(fēng)電葉片概述10-12
• 1.2.1 復(fù)合材料10-11
• 1.2.2 復(fù)合材料膠接接頭11-12
• 1.3 風(fēng)電葉片無損檢測概述12-13
• 1.4 聲發(fā)射技術(shù)概述13-16
• 1.4.1 聲發(fā)射檢測原理14
• 1.4.2 聲發(fā)射信號處理和分析14-16
• 1.5 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-17
• 1.6 主要研究內(nèi)容17
• 1.7 創(chuàng)新點(diǎn)17-19
• 第2章 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)置19-28
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原材料19
• 2.2 主要儀器與設(shè)備19
• 2.3 實(shí)驗(yàn)試件制備19-23
• 2.3.1 復(fù)合材料層間膠接試件20-22
• 2.3.2 金屬/復(fù)合材料柱殼膠接試件22-23
• 2.4 性能測試23-27
• 2.4.1 聲發(fā)射監(jiān)測復(fù)合材料層間膠接試件加載23-25
• 2.4.2 聲發(fā)射監(jiān)測金屬/復(fù)合材料柱殼膠接試件加載25-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第3章 復(fù)合材料層間膠接損傷破壞力學(xué)性能和聲發(fā)射行為28-48
• 3.1 聲發(fā)射監(jiān)測單搭接接頭拉伸破壞28-36
• 3.2 聲發(fā)射監(jiān)測I型和Ⅱ型接頭加載破壞36-46
• 3.3 本章小結(jié)46-48
• 第4章 金屬/復(fù)合材料柱殼膠接損傷破壞力學(xué)性能和聲發(fā)射行為48-65
• 4.1 聲發(fā)射監(jiān)測不同搭接長度的柱殼接頭扭轉(zhuǎn)破壞48-55
• 4.2 聲發(fā)射監(jiān)測不同螺栓直徑的柱殼接頭扭轉(zhuǎn)破壞55-60
• 4.3 聲發(fā)射監(jiān)測不同搭接長度的柱殼接頭拉伸破壞60-63
• 4.4 本章小結(jié)63-65
• 第5章 結(jié)論與展望65-68
• 5.1 結(jié)論65-67
• 5.2 展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-75
• 致謝75-76
• 攻讀碩士期間取得的科研成果76-77

，

本文編號：542621