基于光纖光柵測(cè)量的風(fēng)力機(jī)葉片應(yīng)變實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)近年來良好的發(fā)展勢(shì)頭，全球風(fēng)電技術(shù)日益成熟。葉片作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)的核心部件，其良好的結(jié)構(gòu)特性是機(jī)組長(zhǎng)期安全高效運(yùn)行的前提。葉片不僅要承受強(qiáng)大的風(fēng)載荷，還要經(jīng)受氣體沖刷、砂石粒子沖擊，以及強(qiáng)烈的紫外線照射等外界侵蝕，裂紋在惡劣的環(huán)境下頻繁地產(chǎn)生。因此對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片應(yīng)變進(jìn)行實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)是完全必要的。光纖光柵傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小、精度高，可以組成傳感網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分布式測(cè)量，而且具有靈敏度高、絕緣、抗電磁干擾、耐高電壓、耐化學(xué)腐蝕、耐

2、高溫等優(yōu)點(diǎn)，滿足葉片運(yùn)行時(shí)復(fù)雜環(huán)境下的傳感應(yīng)用要求。
　　 本論文針對(duì)光纖光柵傳感器在風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片應(yīng)變監(jiān)測(cè)的應(yīng)用，在國(guó)家自然基金項(xiàng)目(51175390)、武漢市學(xué)科帶頭人計(jì)劃基金項(xiàng)目(200951830557)和武漢理工大學(xué)自主創(chuàng)新研究基金項(xiàng)目(2010-ZY-JD-007)資助下，主要對(duì)200W小型風(fēng)力機(jī)葉片的空氣流場(chǎng)、表面靜壓、靜載應(yīng)變、不同頻率激振下的應(yīng)變響應(yīng)進(jìn)行了研究。論文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 ●對(duì)葉片的

3、二維翼型流場(chǎng)和三維旋轉(zhuǎn)流場(chǎng)進(jìn)行了仿真分析，得到了0°～20°攻角下葉片二維翼型流場(chǎng)和表面靜壓分布，額定工況下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)葉片三維旋轉(zhuǎn)流場(chǎng)和表面靜壓分布。
　　 ●根據(jù)流場(chǎng)分析的結(jié)果，計(jì)算了7m/s～12m/s風(fēng)速下0.2r～r葉片段不同截面位置的氣動(dòng)力，并利用光纖光柵傳感器，對(duì)葉片以懸臂梁的形式進(jìn)行了靜載應(yīng)變實(shí)驗(yàn)，研究了葉片表面應(yīng)變的分布以及葉片最大應(yīng)變隨載荷變化的關(guān)系。
　　 ●利用激振器對(duì)葉片激振，利用加速度傳感器測(cè)量了葉