模态应变能理论及其在风力机叶片损伤识别中的应用.pdf

第 卷 第 期 30 3 可再生能源 Vol.30 No.3 年 月 2012 3 Renewable Energy Resources Mar. 2012 模态应变能理论及其在风力机叶片 损伤识别中的应用 李芒芒， 李录平， 晋风华， 谭海辉 （长沙理工大学 能源与动力工程学院， 湖南 长沙 410076 ） 摘 要： 文章给出了风力机叶片的动力特性计算模型、结构体模态应变能的概念及其计算模型，定义了结构体 损伤状态下的模态应变能变化率概念并给出其计算模型。 在此基础上， 以15 kW 风力机叶片为研究对象，在 ANSYS 中建立有限元分析模型，计算该叶片在不同损伤位置与不同损伤程度下的频率以及模态应变能变化率， 并以模态应变能变化率作为表征结构损伤的标识量，对含损伤的风力机叶片结构进行损伤辨识仿真。 通过神经 网络建立起损伤标识量和损伤状态之间的映射模型，为实现叶片损伤的诊断提供理论依据。 关键词： 应变能改变率； 神经网络； 风力机叶片； 损伤 中图分类号： 文献标志码： 文章编号： （ ） TK83 A 1671-5292 2012 03-0027-05 Modal strain energy theory and application for wind turbine blade damage recognition LI Mang-mang ， LI Lu-ping ， JIN Feng-hua ， TAN Hai-hui （College of Power and Energy Engineering ， Changsha University of Science Technology ， Changsha 410076 ， China） ： ， Abstract The dynamic characteristics model of the blade the concept of modal strain energy and its calculation model of a structural body were stated in this paper. The modal strain energy changes rate concept under structure damage state was defined and the calculation model was presented. On this ba - ， ， sis taking a 15 kW wind turbine blade as the study object the finite element model of the blade was modeled in ANSYS. By calculating frequency and element modal strain energy changes rate of wind ， turbine blade in different locations and under different damage rate and using modal strain energy ratio a