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基于模态参数的在役风力发电机叶片损伤识别研究

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基于模态参数的在役风力发电机叶片损伤识别研究

作者：冯锦飞内蒙古科技大学

学位级别：硕士

运行状态下的风机叶片由于工作环境多变复杂以及运行时产生的振动和变形导致损伤从而影响风机的平稳运行。本文基于损伤前后叶片模态参数变化的损伤识别原理,对静止状态与旋转状态下的损伤前后叶片进行损伤实验与有限元模拟。之后基于... 详细信息

运行状态下的风机叶片由于工作环境多变复杂以及运行时产生的振动和变形导致损伤从而影响风机的平稳运行。本文基于损伤前后叶片模态参数变化的损伤识别原理,对静止状态与旋转状态下的损伤前后叶片进行损伤实验与有限元模拟。之后基于加权柔度曲率损伤指标对损伤位置进行定位以及对损伤程度进行量化判断,从而达到叶片在线监测与检测。主要得到如下结论:1、通过对停转与运转状态下的叶片进行损伤试验研究,结果表明损伤会降低叶片固有频率值,且随着损伤面积的增大,频率下降的越多。同时,当叶片在损伤一定的情况下时,越靠近叶根处,频率下降的越多。而在运转状态下,由于旋转产生的动力刚化效应,使得叶片无论是否发生损伤,其固有频率值均增大,但在一定的转速范围内,损伤叶片频率值均低于完整叶片频率值。以上研究表明我们可通过频率值的变化判断叶片是否发生损伤,但不能确定损伤位置。2、通过测量试验所用叶片尺寸建立有限元模型,首先进行与试验叶片相同的损伤类型、损伤面积下的模态分析,并与试验进行对比。结果表明结论一致,互相映证。其次通过降低弹性模量的方式进行停转与运转状态下的多种损伤程度、多处损伤工况的模态分析,得到频率的变化规律以及对振型的影响。同样得出损伤会降低叶片固有频率值,同时损伤程度一定时,单一损伤比俩处损伤频率下降更多。叶片绕轮毂旋转时,通过前十阶自振频率与转速的关系图,可知随着转速的增加频率均呈上升趋势。表明频率的改变率对损伤识别的敏感性降低,转速由0rad/s上升到15rad/s时,叶片的自振频率还小于叶片的固有频率,此时可通过固有频率变化确定是否发生损伤。3、在单一损伤与多损伤结点处,加权柔度曲率值远大于其他无损位置处,表现为损伤位置处尖峰凸起,且在其附近结点处递减。无论是哪种程度的损伤整体趋势基本一致,表明加权柔度曲率值识别损伤位置效果显著。随着损伤程度的增大,损伤位置处加权柔度曲率值随之增大,表现为尖峰凸起越明显。对加权柔度曲率值值与刚度损伤值的拟合函数进行验证,相差1.46%,表明其效果明显,表明通过测量出其模态频率以及振型值可预测其损伤刚度下降值。通过验证相关系数R,结果表明其拟合曲线可靠性最高。

关键词：风力发电机叶片损伤动力特性有限元分析加权柔度曲率损伤指标

基于数字图像处理的风电机组叶片裂纹损伤识别方法研究

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太阳能学报 2024年第2期45卷 86-94页

作者：石腾许波峰李振陈鹏河海大学江苏省输配电装备技术重点实验室常州213000 河海大学可再生能源发电技术教育部工程研究中心南京211100 上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240

为实现风电机组叶片损伤检测的高效化、智能化、便捷化,研究一种基于数字图像处理技术的风电机组叶片裂纹损伤识别以及裂纹类型判断和特征参数提取的方法。以无人机采集的风电机组叶片图像为研究对象,通过对比灰度化、滤波、阈值分割等... 详细信息

为实现风电机组叶片损伤检测的高效化、智能化、便捷化,研究一种基于数字图像处理技术的风电机组叶片裂纹损伤识别以及裂纹类型判断和特征参数提取的方法。以无人机采集的风电机组叶片图像为研究对象,通过对比灰度化、滤波、阈值分割等图像处理步骤的多种算法,对形态学处理方法进行改进,首先选用平均值法对叶片图像进行灰度处理,其次使用中值滤波对图像进行去噪处理,再次使用Otsu阈值分割以实现裂纹区域的分割,然后基于改进的形态学方法提取出完善的叶片裂纹损伤区域,最后基于连通域原理完成裂纹区域的框取。基于上述算法设计风电机组叶片裂纹损伤识别系统以实现叶片裂纹图像检测的可视化处理、裂纹类型判断及裂纹特征参数提取等功能。结果表明,该系统对于风电机组叶片裂纹损伤检测具有可靠的识别精度,识别准确率为85%,实现了风电机组叶片裂纹损伤的自动识别与特征参数提取,提高了叶片裂纹损伤的检测效率。

关键词：风电机组叶片损伤数字图像处理裂纹损伤识别特征提取识别系统

基于动力特性的风力发电机叶片损伤识别有限元分析

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内蒙古科技大学学报 2017年第1期36卷 45-50,97页

作者：苏天薛刚刘书智内蒙古科技大学建筑与土木工程学院内蒙古包头014010

风力发电机在运行过程中,环境侵蚀引起的叶片损伤不易直接观测.利用ANSYS Workbench对含不同损伤位置、不同损伤程度的15KW风力机叶片进行有限元识别分析.分析结果表明:通过叶片自振频率的变化能对其是否发生损伤及损伤程度进行识别,但... 详细信息

风力发电机在运行过程中,环境侵蚀引起的叶片损伤不易直接观测.利用ANSYS Workbench对含不同损伤位置、不同损伤程度的15KW风力机叶片进行有限元识别分析.分析结果表明:通过叶片自振频率的变化能对其是否发生损伤及损伤程度进行识别,但不能对损伤位置进行定位;通过叶片位移模态及应变模态的变化均可对其损伤程度及位置进行识别.

关键词：风力发电机叶片损伤动力特性有限元分析

小麦后期叶片损伤与粒重和蛋白质含量关系的研究

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河南科技学院学报(自然科学版) 1988年第4期 72-78页

作者：茹德平陈天房李春喜石惠恩河南师范大学生物系

1984—1988年,先后对6个小麦品种进行了后期叶片损伤试验.结果表明,不同年份、不同品种在抽穗后叶片受到不同程度损伤后,对其籽粒产量、千粒重、蛋白质含量和蛋白质产量均有不同程度的影响.不同叶位的叶片和不同叶面积损伤都能使小麦穗... 详细信息

1984—1988年,先后对6个小麦品种进行了后期叶片损伤试验.结果表明,不同年份、不同品种在抽穗后叶片受到不同程度损伤后,对其籽粒产量、千粒重、蛋白质含量和蛋白质产量均有不同程度的影响.不同叶位的叶片和不同叶面积损伤都能使小麦穗粒重和千粒重以及籽粒蛋白质产量降低,降低程度随叶位提高和损伤叶面积加大而增大.多数叶片损伤处理都使籽粒蛋白质含量提高.

关键词：叶片损伤粒重蛋白质含量蛋白质产量

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烟气轮机叶片损伤的原因及对策

石化技术 2002年第1期9卷 22-24页

作者：赵炯张清军阎勇李建刚李廷刚中原油田石化总厂河南濮阳457165

通过对烟气轮机叶片损伤的原因分析 ,提出了造成三旋系统分离效率低的几个设备问题 ,并且提供了相应的修复和改进措施。

关键词：烟气轮机叶片损伤原因对策三旋系统催化裂化装置

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300MW机组叶片损伤原因分析及防范措施

内蒙古电力技术 2009年第4期27卷 57-58页

作者：季慧忠周文华王耀军刁慧源韩庆祝包头第三热电厂内蒙古包头014060

包头第三热电厂在1号机组的B级检修中,发现汽轮机中压第一级叶轮叶栅进汽侧和隔板叶栅均有损伤。通过原因分析及吊缸查找,发现损伤是由内缸结合面法兰悬挂特制下螺母的止动块脱落并在气流作用下与高速旋转的叶片撞击所致,通过对安装好... 详细信息

包头第三热电厂在1号机组的B级检修中,发现汽轮机中压第一级叶轮叶栅进汽侧和隔板叶栅均有损伤。通过原因分析及吊缸查找,发现损伤是由内缸结合面法兰悬挂特制下螺母的止动块脱落并在气流作用下与高速旋转的叶片撞击所致,通过对安装好的止动销及止动块与缸体进行点焊处理,解决了止动销、止动块的偏离、脱落问题,并提出了防范此类损伤发生的安装建议。

关键词：汽轮机叶片叶片损伤悬挂特制下螺母止动块止动销

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模拟叶片损伤条件下密胡杨幼苗的生理适应

塔里木大学学报 2019年第4期31卷 41-46页

作者：孙阳师建银马楠葛晓康白梦晗韩占江塔里木大学生命科学学院/新疆生产建设兵团塔里木盆地生物资源保护利用重点实验室新疆阿拉尔843300 新疆生产建设兵团林业工作管理总站新疆乌鲁木齐830000

密胡杨是以密叶杨(Populus talassica)和胡杨(***)为亲本杂交选育获得的新树种。选取一年生密胡杨幼苗为材料,利用盆栽方法,模拟叶片损伤条件(摘除20%叶片、摘除60%叶片),分析相对电导率、丙二醛(MDA)含量、超氧物歧化酶(SOD)活性、过... 详细信息

密胡杨是以密叶杨(Populus talassica)和胡杨(***)为亲本杂交选育获得的新树种。选取一年生密胡杨幼苗为材料,利用盆栽方法,模拟叶片损伤条件(摘除20%叶片、摘除60%叶片),分析相对电导率、丙二醛(MDA)含量、超氧物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、过氧化物酶(POD)活性、游离脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量等指标的变化,以评估伤害条件下密胡杨幼苗的生理适应性。结果表明:20%伤害条件下,密胡杨幼苗可以通过保持稳定的相对电导率、MDA含量、保护酶(SOD、CAT和POD)活性、游离脯氨酸含量、可溶性蛋白含量来抵御伤害的不利影响;而60%伤害条件下,密胡杨幼苗代谢紊乱,仅有POD活性增加、SOD活性保持稳定,自身修复能力几乎丧失。该研究结果为在新疆南疆地区利用新树种密胡杨开发盐碱地提供参考。

关键词：密胡杨叶片损伤生理调节

MAN主机涡轮增压器排气叶片损伤故障原因分析

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机电工程技术 2021年第11期50卷 278-281页

作者：赵金亮谢小波中海油(中国)天津分公司曹妃甸作业公司天津300452 中海油能源发展股份有限公司采油服务分公司天津300452

MAN 16V32/40型双燃料柴油机运行中,一台主机增压器出现了剧烈震动,在主机报警关停后,现场人员对主机增压器做了一系列的检查,确认故障原因。通过对主机滑油压力、温度等参数的分析,并拆检增压器,发现故障原因主要为排气端叶片损伤,而... 详细信息

MAN 16V32/40型双燃料柴油机运行中,一台主机增压器出现了剧烈震动,在主机报警关停后,现场人员对主机增压器做了一系列的检查,确认故障原因。通过对主机滑油压力、温度等参数的分析,并拆检增压器,发现故障原因主要为排气端叶片损伤,而增压器喷嘴环的坚硬积碳是废气端叶片损坏的主要因素,同时叶片长时间运行后,其强度性能下降,有疲劳损伤的可能性。通过故障现象分析,提出了改进措施,控制住造成主机叶片损伤的关键因素,保证设备稳定和人员安全。

关键词：涡轮增压器高转速高震动叶片损伤措施

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风机叶片损伤图像处理的研究近况

电子世界 2021年第16期 55-56页

作者：王煜大连交通大学软件学院

目前依赖人工巡检方式对风机叶片进行检测容易引发疲劳,其主观因素也影响检测结果及效率,因此风电场迫切需求能对实际现场环境中的损伤图像进行自动识别的技术来改善人工检测的局限性。本文以装机投入使用的风机叶片损伤为识别检测对象... 详细信息

目前依赖人工巡检方式对风机叶片进行检测容易引发疲劳,其主观因素也影响检测结果及效率,因此风电场迫切需求能对实际现场环境中的损伤图像进行自动识别的技术来改善人工检测的局限性。本文以装机投入使用的风机叶片损伤为识别检测对象,针对目前人工巡检为主的叶片损伤检测的局限性,以先进的机器检测方法为研究内容,研究目的是实现对装机投入使用的风机叶片损伤进行识别检测任务。风电创新技术在不断展现出其独特技术优势的时候同时也仍然存在一些突出问题。由于大型风力发电场通常主要位于较偏远的地方陆地、海岸或者靠近海上,环境恶劣且无人实时值守,其中对运行环境状态的实时监测可能面临较大技术挑战。风电风机叶片检测是生产风力涡轮发电机的一个关键部件,叶片运行状态的准确检测以及叶片寿命值的预测对逐步提高电力风机正常工作效率、保障电力风机正常稳定工作运行具有重要指导意义。

关键词：自动识别风机叶片叶片寿命人工检测实际现场人工巡检叶片损伤损伤图像