本文主要研究了風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)引起的應(yīng)力剛化效應(yīng)及損傷對風(fēng)機(jī)葉片模態(tài)參數(shù)的影響,分析旋轉(zhuǎn)葉片應(yīng)力剛化效應(yīng),并完成旋轉(zhuǎn)葉片動力特性試驗(yàn),同時(shí)研究考慮旋轉(zhuǎn)效應(yīng)的葉片損傷識別。主要研究內(nèi)容如下:（1）分析了旋轉(zhuǎn)葉片應(yīng)力剛化效應(yīng)產(chǎn)生的機(jī)理,推導(dǎo)了基于有限元的應(yīng)力剛化效應(yīng)幾何剛度矩陣表達(dá)式,分析了應(yīng)力剛化效應(yīng)對旋轉(zhuǎn)葉片固有頻率和振型的影響。對一個(gè)簡化的風(fēng)機(jī)葉片,計(jì)算旋轉(zhuǎn)葉片固有頻率和振型隨轉(zhuǎn)速變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)應(yīng)力剛化效應(yīng)使葉片的固有頻率增大,且葉片頻率隨轉(zhuǎn)速呈非線性的上升。建立了不同損傷程度的旋轉(zhuǎn)葉片模型,研究了考慮旋轉(zhuǎn)效應(yīng)的葉片損傷識別。（2）完成了旋轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)葉片動力特性試驗(yàn),在葉片上布設(shè)加速度傳感器、應(yīng)變片,模擬4種不同程度的葉片脫層損傷,測量了葉片不同風(fēng)速下的振動信號和應(yīng)變。對采集的信號進(jìn)行分析,統(tǒng)計(jì)了旋轉(zhuǎn)葉片頻率隨轉(zhuǎn)速和損傷程度變化規(guī)律,通過頻率的變化驗(yàn)證應(yīng)力剛化效應(yīng)且初步識別出損傷。（3）針對頻率變化識別葉片損傷過程存在各種誤差的問題,采用基于隨機(jī)子空間算法的損傷識別方法對葉片進(jìn)行損傷識別。計(jì)算了不同損傷工況不同轉(zhuǎn)速的葉片損傷指標(biāo),通過損傷指標(biāo)的變化識別葉片的損傷。 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省211工程院校985工程院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究目的和意義
        1.1.1 風(fēng)力資源的優(yōu)勢
        1.1.2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的破壞
    1.2 國內(nèi)外關(guān)于風(fēng)機(jī)葉片損傷識別研究現(xiàn)狀
        1.2.1 風(fēng)機(jī)葉片健康監(jiān)測
        1.2.2 基于振動的損傷識別方法
        1.2.3 考慮旋轉(zhuǎn)效應(yīng)的風(fēng)機(jī)葉片損傷識別
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 應(yīng)力剛化及損傷對旋轉(zhuǎn)葉片模態(tài)參數(shù)影響有限元模擬
    2.1 引言
    2.2 考慮離心力和重力的動力剛化效應(yīng)
        2.2.1 理論表達(dá)式推導(dǎo)
        2.2.2 Matlab 中具體編程實(shí)現(xiàn)步驟
        2.2.3 考慮離心力和重力的應(yīng)力剛化效應(yīng)數(shù)值分析
    2.3 旋轉(zhuǎn)葉片應(yīng)力剛化及損傷有限元分析
        2.3.1 模型創(chuàng)建及說明
        2.3.2 應(yīng)力剛化及損傷對葉片頻率影響
        2.3.3 應(yīng)力剛化及損傷對葉片振型影響
        2.3.4 基于振型的葉片損傷識別
    2.4 本章小結(jié)
第3章 旋轉(zhuǎn)葉片動力特性試驗(yàn)及損傷分析
    3.1 引言
    3.2 單葉片損傷試驗(yàn)
        3.2.1 試驗(yàn)方案
        3.2.2 結(jié)果分析
    3.3 旋轉(zhuǎn)葉片動力特性試驗(yàn)
        3.3.1 試驗(yàn)概況
        3.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 基于隨機(jī)子空間算法的損傷識別方法
    4.1 引言
    4.2 隨機(jī)子空間模態(tài)參數(shù)識別方法
        4.2.1 系統(tǒng)動力模型及其參數(shù)
        4.2.2 協(xié)方差驅(qū)動的子空間識別方法
    4.3 基于隨機(jī)子空間算法的損傷識別方法
    4.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)損傷識別分析
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]考慮離心剛化效應(yīng)的旋轉(zhuǎn)風(fēng)力機(jī)葉片動力特性分析[J]. 陳小波,李靜,陳健云.  地震工程與工程振動. 2009(01)
[2]風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 周燕莉.  甘肅科技. 2008(03)
[3]風(fēng)力機(jī)葉片動力特性測試分析方法研究[J]. 黃小華,李德源.  長江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版)理工卷. 2007(02)
[4]基于結(jié)構(gòu)振動的損傷識別技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 陳志剛.  山西建筑. 2007(06)
[5]旋轉(zhuǎn)柔性梁的動力學(xué)建模及分析[J]. 董興建,孟光,蔡國平,葉林.  振動工程學(xué)報(bào). 2006(04)
[6]我國風(fēng)電開發(fā)的現(xiàn)狀及展望[J]. 于建輝,周浩.  風(fēng)機(jī)技術(shù). 2006(06)
[7]旋轉(zhuǎn)Timoshenko梁的動力學(xué)分析[J]. 鄧峰巖,和興鎖,張娟,李亮.  航空學(xué)報(bào). 2006(06)
[8]風(fēng)力機(jī)旋轉(zhuǎn)葉片的多體動力學(xué)數(shù)值分析[J]. 李德源,葉枝全,陳嚴(yán).  太陽能學(xué)報(bào). 2005(04)
[9]風(fēng)力機(jī)旋轉(zhuǎn)風(fēng)輪振動模態(tài)分析[J]. 李德源,葉枝全,包能勝,陳嚴(yán).  太陽能學(xué)報(bào). 2004(01)
[10]離心力的剛化效應(yīng)[J]. 姜雪潔.  青島科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2003(06)

博士論文
[1]隨機(jī)子空間方法在橋梁模態(tài)參數(shù)識別中的應(yīng)用研究[D]. 常軍.同濟(jì)大學(xué) 2006

碩士論文
[1]基于環(huán)境振動模態(tài)參數(shù)識別隨機(jī)子空間方法與應(yīng)用[D]. 周晶.蘭州理工大學(xué) 2008
[2]基于隨機(jī)子空間法的梁橋模態(tài)參數(shù)識別[D]. 劉東霞.西南交通大學(xué) 2008
[3]風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片振動研究與保護(hù)[D]. 喬印虎.新疆大學(xué) 2006
[4]結(jié)構(gòu)環(huán)境振動模態(tài)參數(shù)識別隨機(jī)子空間方法與應(yīng)用[D]. 張笑華.福州大學(xué) 2006
[5]風(fēng)力機(jī)旋轉(zhuǎn)葉片動力特性及響應(yīng)分析[D]. 信偉平.汕頭大學(xué) 2005
[6]智能結(jié)構(gòu)及其健康檢測與監(jiān)測[D]. 朱海峰.西安建筑科技大學(xué) 2004



本文編號：3645621