基于哨兵函数和S变换的风力机叶片材料损伤特性研究

作     者：廖力达 舒王咏 张芝铭 刘亮 冯飞 陈为强 Liao Lida;Shu Wangyong;Zhang Zhiming;Liu Liang;Feng Fei;Chen Weiqiang

作者机构：长沙理工大学能源与动力工程学院长沙410114 通道子舞风能开发有限公司怀化418500 

出 版 物：《太阳能学报》 (Acta Energiae Solaris Sinica)

年 卷 期：2024年第45卷第7期

页      面：656-663页

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：湖南省自然科学基金(2021JJ30717) 

主　　题：风力机叶片 复合材料 声发射 损伤特性 哨兵函数 S变换 

摘      要：利用声发射检测技术研究玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的损伤特性,在此过程中,采用哨兵函数来表征该材料的损伤程度,并通过S变换和模糊C均值(FCM)聚类来分析声发射信号,从而获得材料的损伤特征。三点弯曲实验结束后对试件断口进行扫描电子显微镜(SEM)拍照来验证,可得:通过对SEM照片的分析得到基体开裂、纤维脱粘、分层破坏、纤维断裂4种损伤模式;对整个声发射事件进行哨兵函数分析,观察到试件在弯曲过程中哨兵函数曲线呈明显下降趋势;对依据哨兵函数划分的不同阶段的信号进行VMD降噪处理,然后采用S变换进行时频分析得到不同损伤的特征频率,最后采用FCM聚类进行验证。结果表明:哨兵函数值的突变可作为材料断裂的预警信号,材料损伤类型的识别可依据S变换的频率分布结果进行确定。