基于声发射技术的风电塔筒动态监测技术研究

【摘要】风力发电技术日趋成熟,在可再生绿色能源的开发领域中占有重要的地位,具有很大的开发利用价值。风电为人们带来方便的同时应注重安全和质量的考虑。单台风力发电设备的价格昂贵,通过国内发生的几个倒塌案例可以看出,虽然风电破坏一般不会造成人员伤亡,但会给企业造成巨大的经济损失。声发射技术是一种新型的能够实时表征物理现象本质的动态无损检测技术,已被广泛应用于工业设备的无损检测领域。与超声、磁粉、射线、渗透等常规无损检测方法相比,它具有对活性缺陷敏感、一次试验中可对被检结构件或设备进行整体监测、检验周期短、效率高等优点。金属材料的受力变形、相变、结晶凝固、位错运动以及裂纹的产生与扩展等事件都伴随着弹性能量释放,均会产生声发射信号,因此可以通过分析接收到的声发射信号来监测结构件的质量和判断结构件的完整性和安全性。综合目前风电机组倒塌事故和声发射检测的特点,将声发射技术应用于风电塔筒在线动态监测,能够探测和评价整个结构中活性缺陷的存在。本文在广泛查阅国内外科技文献资料的基础上,归纳了声发射技术基本原理和应用现状,以风电塔筒材料Q345E钢的拉伸试验和弯曲试验为基础,研究了Q345E钢在承受拉伸及弯曲载荷时的损伤及断裂行为,讨论了其在拉伸和弯曲过程中裂纹扩展及断裂信号的声发射信号特征,给出了损伤类型和各阶段的声发射特性,探讨了声发射技术可用于风电塔筒动态监测的可行性,结果表明声发射信号能够对Q345E钢的拉伸断裂及弯曲过程进行较好的表征,为风电塔筒的声发射动态监测提供了基础数据参考。通过风电塔筒现场试验,获取了在风机工作过程中风电塔筒底部螺栓连接处典型声发射源的声发射特性,并通过磁记忆技术进行复验,现场试验结果表明,声发射检测结果与磁记忆检测结果基本一致,声发射技术可对塔筒的动态缺陷进行准确的定位,进一步论证了声发射技术在塔筒动态安全监测中的可行性。首次试验结果也为以后深入检测提供了基础数据。声发射技术在风电塔筒动态监测中的应用还处于起步阶段,对于风机工作现场的声发射源缺乏认识。因此,研究风机工作现场的声发射源特性、寻求有效的声发射源识别方法是目前检测中急需解决的问题,也是制定风电塔筒声发射检测标准和开展现场检验的前提。
【作者】桑远；
【导师】张鹏林；
【作者基本信息】兰州理工大学，材料加工工程，2014，硕士
【关键词】风电塔筒；声发射；裂纹；参数；频谱；

【参考文献】
[1]焦琰.山谷型生活垃圾填埋场运行期间污染防控及其工程应用研究[D].重庆大学,环境工程（专业学位）,2014,硕士.
[2]易彤,徐宝文,吴方君.一种基于FP树的挖掘关联规则的增量更新算法[J].计算机学报,2004,05:703-710.
[3]万胜.一种四块H~∞控制问题──特性及简化解法[J].自动化学报,1996,02:232-239.
[4]立早.石油科技期刊第六次工作会议在北京召开[J].石油地球物理勘探,1989,01:117.
[5]陈庆国.大超联赛CUBS（北区）中锋队员进攻能力研究[D].东北师范大学,体育教育训练学,2012,硕士.
[6]桂霄雨.群众路线视阈下的基层信访困局破解路径研究[D].中共湖北省委党校,中共党史,2014,硕士.
[7]华佳强.当代楷书创作倾向研究[D].南京航空航天大学,美术学,2013,硕士.
[8]穆杰.一种新颖的分簇同构无线传感器网络密钥管理方案[D].西安电子科技大学,计算机系统结构,2011,硕士.
[9]尚婧.下一代测序短序列比对软件算法比较及评价[D].苏州大学,系统生物学,2013,硕士.
[10]石勇,李银国,陈和平.基于连续型决策表的模糊PID控制方法[J].冶金自动化,2007,01:9-13.
[11]陈朝晋.我国城乡居民基本医疗保险制度整合问题研究[D].山东财经大学,社会保障学,2014,硕士.
[12]徐盼龙.马克思主义中国化两大理论成果主题差异研究[D].西南大学,马克思主义中国化研究,2014,硕士.
[13]任慧.我国国家级自然保护区数量特征研究[D].湖北大学,人文地理学,2012,硕士.
[14]王东.我国绿色税收法律制度之建构[D].甘肃政法学院,宪法学与行政法学,2011,硕士.
[15]曲轶龙,谭伟璞,马垚,杨以涵.一种模糊变步长自适应谐波检测算法[J].电力系统自动化,2008,23:71-75.
[16]梁军武.CBA裁判员保障体系研究[D].北京体育大学,体育教育训练学,2013,硕士.
[17]於红.认知语言学视角的英语短语动词习得研究[D].山东财经大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[18]刘宗楠.表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）对耻垢分枝杆菌的抑菌作用[D].大连医科大学,生物化学与分子生物学,2012,硕士.
[19]李明睿.理工科大学生焦虑状态下的行为特点研究[D].华东师范大学,基础心理学,2003,硕士.
[20]宋华明,马士华.供应链中提前期压缩的Pareto优化[J].控制与决策,2006,07:776-780.
[21]赵翔.基于电源线通信的蓄电池在线监测系统[D].北京交通大学,电路与系统,2013,硕士.
[22]张潮.XG958装载机前后车架优化设计及动力学分析[D].沈阳工业大学,机械电子工程,2013,硕士.
[23]施晨阳.机织物拉伸过程的动态分析与机理研究[D].苏州大学,纺织工程,2013,硕士.
[24]邓晓瑜.广元蜀北橄榄油有限责任公司战略研究[D].西南财经大学,工商管理,2003,硕士.
[25]李博,王飞,朱小玲,池涌,严建华.污泥干化焚烧联用系统最佳运行工况研究[J].环境污染与防治,2014,08:29-33+42.
[26]陈玲霞.天然有机质在赤铁矿上的吸附和解吸附研究[D].中国地质大学（北京）,环境科学与工程,2013,硕士.
[27]李海峰.首件确认系统设计与实现[D].北京工业大学,软件工程,2013,硕士.
[28]侍文庚,蒋天颖.社会资本、知识管理能力和核心能力关系研究[J].科研管理,2012,04:62-72.
[29]杜林森.中国零售业上市公司绩效影响因素研究[D].渤海大学,企业管理,2013,硕士.
[30]董亚萍.多元文化背景下城市建筑与本土文化的互融性研究[D].齐鲁工业大学,设计艺术学,2014,硕士.
[31]张然.论涉众型经济犯罪引发的群体性事件及其对策[D].中国社会科学院研究生院,公共管理（专业学位）,2014,硕士.
[32]李振潜.研究石山,治理石山,开发石山——在接见参加国际水文地质学家协会第21届代表时的讲话[J].广西科学院学报.1989(S1)
[33]吴立建.稀土永磁球形电动机的研究[D].合肥工业大学,电机与电器,2004,硕士.
[34]唐安琪.吸附及臭氧氧化联用处理煤化工废水生化出水试验研究[D].哈尔滨工业大学,市政工程,2014,硕士.
[35]孙萍.玉米拓扑异构酶Ⅰ基因ZmTop1的克隆及其表达分析[D].扬州大学,作物遗传育种,2012,硕士.
[36]王聪宇.吉林省西部超高产玉米养分吸收积累特性及磷肥高效施用技术研究[D].吉林农业大学,植物营养学,2014,硕士.
[37]刘世峰.顾客生涯价值的内在涵义及其应用研究[D].吉林大学,企业管理,2004,硕士.
[38]陈洪普.基于凸优化的模型预测控制在飞行器再入制导中的应用[D].哈尔滨工业大学,控制科学与工程,2013,硕士.
[39]张景春.水溶性碳量子点荧光探针的制备及其性质研究[D].上海大学,2011.
[40]宋晓丽.LE集团国内营销渠道研究[D].南京理工大学,工商管理,2011,硕士.
[41]孙文广.基于互动假说的初中英语课堂教学模式研究[D].鲁东大学,学科教学（专业学位）,2013,硕士.
[42]高晓阳.5龄家蚕正常发育及其农药中毒后金属含量检测分析[D].江苏科技大学,特种经济动物饲养,2013,硕士.
[43]姬玉媛.小型压力容器MAG单面焊接双面成型研究[J].山东农业大学学报(自然科学版).
[44]姬鹏.液压挖掘机反铲装置的运动学仿真及动力学分析[D].吉林大学,2005.
[45]丁文.中国工商银行XX省分行票据业务发展与创新[D].电子科技大学,2005.
[46]卢静.操纵理论视角下字幕组的翻译[D].四川外国语大学,英语语言文学,2013,硕士.
[47]巴德玛.农村蒙古族居民生产方式变迁研究[D].内蒙古师范大学,社会学,2012,硕士.
[48]梁琦.左卡尼汀对梗阻性无精子症患者TNF-α、ROS及ICSI妊娠结局的影响[D].山东大学,妇产科（专业学位）,2012,硕士.
[49]别军波,戴炬.挖掘机器人自动控制系统设计[A].中国自动化学会智能自动化专业委员会、昆明船舶设备集团公司、云南自动化学会、中国人工智能学会计算机视觉及智能控制学会、IEEE控制系统学会北京分会、中国自动化学会机器人竞赛工作委员会.2001年中国智能自动化会议论文集（上册）[C].中国自动化学会智能自动化专业委员会、昆明船舶设备集团公司、云南自动化学会、中国人工智能学会计算机视觉及智能控制学会、IEEE控制系统学会北京分会、中国自动化学会机器人竞赛工作委员会:,2001:5.
[50]丁洁.内蒙古典型草原保护与利用景观生态安全格局研究[D].内蒙古大学,生物工程,2014,硕士.