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风电机组叶片裂纹故障特征提取方法
  • ISSN号:0258-8013
  • 期刊名称:中国电机工程学报
  • 时间:2013.1.1
  • 页码:112-117
  • 分类:TH165[机械工程—机械制造及自动化] TK83[动力工程及工程热物理—流体机械及工程]
  • 作者机构:[1]沈阳工业大学机械工程学院,辽宁省沈阳市110870, [2]辽宁省振动噪声控制技术工程研究中心,辽宁省沈阳市110870
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(50975180,51005159).
  • 相关项目:基于裂纹动态生存分析的风力机叶片疲劳损伤辨识研究
中文摘要:

为实现风电机组叶片及时有效地监测和维护,使用声发射技术采集疲劳裂纹信号,从而提取不同裂纹特征。鉴于尺度谱受到Heisenberg测不准原理的极限制约,时频聚集性不佳、干扰强的现象,提出风电机组叶片裂纹声发射信号的优化小波重分配尺度谱分析。基于Shannon熵理论计算裂纹萌生和预制裂纹再扩展的声发射信号的重分配尺度谱小波基函数带宽参数,得到最适合此两阶段裂纹声发射信号的Morlet小波基函数,计算优化基函数的小波重分配尺度谱,获得不同类型裂纹特征成分在时间尺度平面的高幅值能量分布。实验研究表明,优化小波重分配尺度谱的方法具有很好的时频聚集性和抗噪能力,实现了风电机组叶片裂纹声发射信号的时频特征清晰准确的提取,识别风电机组叶片不同阶段裂纹故障。进而可以采用该方法监测风电机组叶片在复杂环境中的退化状态。

英文摘要:

In order to monitor and maintain fiber composite blades, acoustic emission techniques were employed to monitor fatigue crack in blades, and the feature of different cracks was extracted. Given the limit of Heisenberg-Gabor inequality, the wavelet scalogram has poor frequency, time concentration and strong interference. The method of optimization reassigned wavelet scalograms of AE signals was put forward. Basis function bandwidth of reassigned wavelet scalogram was calculated based on Shannon entropy. The most suitable basis function for AE signals of propagation cracks and initiation cracks was attained. Therefore, the optimization reassigned wavelet scalogram of two types of crack AE signal has high amplitude energy distribution in time-scale plane. Experimental research proves that the proposed method has excellent time-frequency concentration and noise restraining ability, and extract time-frequency fault feature of wind turbine blade AE signals distinctly. Moreover, this method can be applied for identification cracks and monitor the degraded condition in complex environment of wind turbine blades.

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期刊信息
  • 《中国电机工程学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国电机工程学会
  • 主编:张文涛
  • 地址:北京清河小营东路15号 中国电力科学研究院内
  • 邮编:100192
  • 邮箱:pcsee@epri.sgcc.com.cn
  • 电话:010-82812536 82812534 82812545
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-8013
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2107/TM
  • 邮发代号:82-327
  • 获奖情况:
  • 1992年全国优秀科技期刊三等奖,1992年中国科协优秀科技期刊二等奖,1996年中国科协优秀科技期刊二等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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