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题名基于声发射b值分析的风力机叶片材料损伤特性研究
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作者
廖力达
陆正鹏
叶捍
黄斌
舒王咏
张芝铭
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机构
长沙理工大学能源与动力工程学院
南澳大学工学院
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出处
《太阳能学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期172-180,共9页
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基金
国家自然科学基金(51908064)
湖南省自然科学基金(2021JJ30717)。
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文摘
风力发电机叶片主要材料玻璃纤维环氧树脂增强复合材料(GFRP)的损伤,会造成叶片寿命减少甚至断裂,必须进行损伤检测。采用声发射方法可分析GFRP复合材料损伤特性,实现在线监测叶片性能。该文采用声发射b值特征来表征GFRP损伤程度,并通过主成分分析和k-均值++算法进行声发射参数聚类来分析GFRP损坏模式。结果表明:1)对整个声发射事件进行b值分析,观察到GFRP试样在断裂前b值呈明显下降趋势,表明b值的变化率可作为材料断裂的预警信号。2)根据主成分分析9种声发射参数所占主成分比重,选择声发射信号的幅度、峰值频率两个特征参数。通过k-均值++算法对特征参数进行聚类分析,发现拉伸过程的声发射信号分为了4个簇,并找到每个簇的特征频率。3)通过使用扫描电子显微镜(SEM)对GFRP试样拉伸断口进行观察,得到4个簇分别对应于基体开裂、纤维/基体脱粘、分层和纤维断裂4种损伤模式。基于声发射b值分析方法适用于GFRP损伤特性研究,可在风力发电机叶片损伤检测领域推广。
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关键词
风力机叶片
声发射
复合材料
b值分析
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Keywords
wind turbine blades
acoustic emission
composite materials
b-value analysis
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分类号
V258.3
[一般工业技术—材料科学与工程]
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