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风力机叶片原生缺陷转捩的能量释放机理研究 被引量：9
1
作者 周勃 俞方艾 +1 位作者 张亚楠 陈长征 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期3053-3060,共8页
针对风力机叶片原生缺陷演化为裂纹进而扩展导致断裂的问题,分析细观缺陷在外载荷作用下转捩为宏观裂纹的能量释放定量关系明晰裂纹萌生机理。首先根据风力机叶片的载荷特点构造一个新的应力函数,基于正交异性复合材料基本公式求解原生... 针对风力机叶片原生缺陷演化为裂纹进而扩展导致断裂的问题,分析细观缺陷在外载荷作用下转捩为宏观裂纹的能量释放定量关系明晰裂纹萌生机理。首先根据风力机叶片的载荷特点构造一个新的应力函数,基于正交异性复合材料基本公式求解原生缺陷层间开裂的应力强度因子、应力应变和位移分量,由此获得细观缺陷变形过程释放的塑性应变能;使用红外热像仪采集原生缺陷转捩过程的温度场并计算热能耗散量,基于不可逆热力学定律获得内储能随着疲劳周期的变化规律;最后,在万能试验机上对含有气泡和纤维断裂的叶片试件进行疲劳试验。结果表明,应用提出的应力函数的计算结果与试验结果误差较小,可作为细观缺陷变形时塑性应变能的计算依据。原生缺陷转捩为微小裂纹时,内储能的变化规律可作为判断缺陷类型和程度的依据。这项研究探索复合多层材料跨尺度的疲劳能量理论,有助于实现风电机组关键部件的全寿命周期监测。 展开更多
关键词 风力机叶片 原生缺陷 细观损伤 红外热像 不可逆热力学理论
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基于红外热像技术的风力机微裂纹叶片研究 被引量：7
2
作者 陈长征 王琳琳 +3 位作者 周勃 张亚楠 马天畅 俞方艾 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期417-421,共5页
通过对有边缘微裂纹的兆瓦级风力机叶片试件进行拉伸断裂试验,采用红外热像仪全程监测试件表面温度,研究复合材料叶片微裂纹损伤区内温度场变化,分析试件拉伸断裂过程中的损伤演变情况。结果表明:1)塑性功转变成热的热耗散因子为80%;2)... 通过对有边缘微裂纹的兆瓦级风力机叶片试件进行拉伸断裂试验,采用红外热像仪全程监测试件表面温度,研究复合材料叶片微裂纹损伤区内温度场变化,分析试件拉伸断裂过程中的损伤演变情况。结果表明:1)塑性功转变成热的热耗散因子为80%;2)微裂纹裂尖温度变化趋势为先线性下降后升高;3)试验中发现试件温度场断裂前无明显变化;4)试件断裂损伤形式有纤维断裂、分层、界面脱粘。 展开更多
关键词 红外热像 温度场 热耗散 损伤
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基于工程力学课程建设的应用型人才培养探索
3
作者 李慧 周勃 俞方艾 《高教学刊》 2024年第22期152-155,共4页
基于育人根本及学以致用的新工科人才建设需求为导向,以大学本科工程力学课程建设改革目标为依托,深入阐释人才培养真正“融”入课程建设的全过程,通过课程建设、目标定位和应用型人才培养举措,探索课程改革建设融入点和融入途径解决现... 基于育人根本及学以致用的新工科人才建设需求为导向,以大学本科工程力学课程建设改革目标为依托,深入阐释人才培养真正“融”入课程建设的全过程,通过课程建设、目标定位和应用型人才培养举措,探索课程改革建设融入点和融入途径解决现有课程问题,为我国高等工程教育改革人才实践能力的培养提供有效的课程支撑,为大学本科教育赋予生命和灵魂。 展开更多
关键词 工程力学 改革目标 融入点 融入途径 应用型人才 教育灵魂
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含分层缺陷的叶片复合材料层合板损伤识别方法的研究 被引量：3
4
作者 俞方艾 周勃 +1 位作者 张雪岩 辛雯 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1327-1334,共8页
声发射技术可以实时监测复合材料的损伤状态,而损伤状态识别的准确性依赖于声发射信号的处理和提取。提出了一种基于谐波小波功率谱和能量谱分析的声发射信号处理方法,以实现含分层缺陷的叶片复合材料损伤状态的识别。首先,对有无分层... 声发射技术可以实时监测复合材料的损伤状态,而损伤状态识别的准确性依赖于声发射信号的处理和提取。提出了一种基于谐波小波功率谱和能量谱分析的声发射信号处理方法,以实现含分层缺陷的叶片复合材料损伤状态的识别。首先,对有无分层缺陷的叶片复合材料层合板试件进行单轴拉伸试验,记录损伤过程中的声发射信号参数。然后,依据谐波小波包分解法比较分析声发射信号的功率谱与能量谱特征,识别出含分层缺陷的叶片复合材料不同损伤模式对应的频率范围。与传统小波分析相比,谐波小波分析法能够准确有效地检测出含分层缺陷叶片复合材料的不同损伤特征和损伤模式,这对于实际工程中在役叶片的运行状态检测有一定的借鉴意义。 展开更多
关键词 风力机叶片 声发射信号 复合材料 谐波小波 损伤
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含缺陷风电叶片复合材料的失稳状态识别和预测 被引量：4
5
作者 张亚楠 周勃 +1 位作者 俞方艾 沈臣 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期318-325,共8页
选取含分层缺陷的玻璃纤维复合材料作为试验材料并进行室温单调拉伸试验,利用声发射技术对受载过程进行动态监测。采用K-均值聚类分析方法对声发射信号的幅值、峰值频率等特征参数进行损伤模式识别,探讨损伤演化程度和声发射信号特征之... 选取含分层缺陷的玻璃纤维复合材料作为试验材料并进行室温单调拉伸试验,利用声发射技术对受载过程进行动态监测。采用K-均值聚类分析方法对声发射信号的幅值、峰值频率等特征参数进行损伤模式识别,探讨损伤演化程度和声发射信号特征之间的机制对应关系,并通过聚类分析结果提出一种通过计算损伤模式的时序信号密集度以实现前兆特征选取的方法。最后,借助BP神经网络,识取失稳破坏前兆特征信号并对失稳状态进行预测。研究结果表明,对声发射信号参数进行聚类分析可得到各损伤模式的特征频率。通过不同损伤模式的特征比对,高频低幅值比中频高幅值信号前兆响应能力较强。将信号时序密集度作为失稳破坏状态的预警阈值可准确有效地对失稳破坏状态进行预测。这项研究探索含缺陷的玻璃纤维复合材料的损伤演化过程和失稳破坏前兆特征识别方法,为复合材料结构中大尺度失稳破坏、断裂和健康状态监测方法提供新思路。 展开更多
关键词 复合材料 声发射 聚类分析 神经网络 风力机叶片
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基于自适应VMD-WVD的风电叶片主梁层合板损伤演化识别 被引量：4
6
作者 张亚楠 周勃 +1 位作者 俞方艾 沈臣 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第20期25-33,49,共10页
损伤模式作为损伤演化状态的最直观表征方式之一,应用时频分析技术可以描述损伤模式在时频域上的变化规律,从而明确不同阶段的损伤演化状态。但交叉项的存在严重干扰了时频分析中各类损伤模式所传递的时频特征信息。为解决上述问题,提... 损伤模式作为损伤演化状态的最直观表征方式之一,应用时频分析技术可以描述损伤模式在时频域上的变化规律,从而明确不同阶段的损伤演化状态。但交叉项的存在严重干扰了时频分析中各类损伤模式所传递的时频特征信息。为解决上述问题,提出一种基于改进的自适应变分模态分解(adaptive variational mode decomposition,AVMD)和Wigner-Ville分布的多分量信号交叉项抑制时频分析方法,该方法预先使用短时傅里叶变换预估声发射信号中损伤模式种类及中心频谱,通过VMD模态分量频谱与原信号中心频谱相关性评估筛选出最优惩罚因子,然后计算出各类损伤模式的Wigner-Ville分布。实验结果表明,该方法对损伤模式识别结果与扫描电镜一致且可有效抑制各类损伤模式中Wigner-Ville分布的交叉项干扰。 展开更多
关键词 风力机叶片 损伤演化 声发射 自适应变分模态分解 魏格纳变换
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以学生为主体的教学质量保障与持续改进机制研究与实践 被引量：2
7
作者 周勃 费朝阳 +1 位作者 李慧 俞方艾 《科教导刊》 2022年第29期16-19,共4页
为促进我国产业升级和结构调整,推动教育高质量发展,构建了教学质量保障与持续改进机制。依托就业单位反馈、毕业生追踪调查、社会评价三种渠道建立了毕业生培养质量跟踪调查体系,采用内外结合的评价方法确定评价内容和评测要点统计调... 为促进我国产业升级和结构调整,推动教育高质量发展,构建了教学质量保障与持续改进机制。依托就业单位反馈、毕业生追踪调查、社会评价三种渠道建立了毕业生培养质量跟踪调查体系,采用内外结合的评价方法确定评价内容和评测要点统计调查数据,根据评价结果对培养质量进行诊断分析,找出主要问题,确定改革方向和具体改进措施。经多年研究和实践,建立内外互融互动教学质量保障体系和持续改进机制,保证了专业发展能够适应产业升级的需求,为实现以能力为导向的人才培养模式改革目标打下坚实的基础。 展开更多
关键词 人才培养 工程教育 质量保证 建环专业
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基于聚类分析的含原生缺陷风力机叶片拉伸缺陷演化研究 被引量：2
8
作者 张亚楠 周勃 +1 位作者 俞方艾 陈长征 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期396-402,共7页
针对含分层缺陷的玻璃纤维层合板进行室温单调拉伸试验,利用声发射技术对试样损伤演化进行动态监测。采用K均值聚类分析方法对小波降噪后的声发射信号的幅值、峰值频率等特征参数进行损伤模式识别,根据单调拉伸试验过程中声发射信号能... 针对含分层缺陷的玻璃纤维层合板进行室温单调拉伸试验,利用声发射技术对试样损伤演化进行动态监测。采用K均值聚类分析方法对小波降噪后的声发射信号的幅值、峰值频率等特征参数进行损伤模式识别,根据单调拉伸试验过程中声发射信号能量积累和计数积累的趋势特征,分析不同尺寸和位置的分层缺陷试件的损伤演化机理。结果表明,含分层缺陷的玻璃纤维层合板在拉伸载荷作用下主要存在4类损伤模式:基体开裂、纤维/基体剥离、纤维断裂和纤维束断裂。通过对声发射信号参数进行聚类分析得到各损伤模式的特征频率。此外,实验结果表明不同尺寸和位置的分层缺陷会不同程度降低玻璃纤维复合材料的力学性能。这项研究探索含分层缺陷的复合材料损伤演化机理,为实现风电机组关键部件的健康监测和损伤分析提供依据。 展开更多
关键词 复合材料 声发射 聚类分析 风力机叶片 损伤机理
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风力机叶片蒙皮微裂纹早期损伤演化分析 被引量：1
9
作者 周勃 马天畅 +1 位作者 俞方艾 陈长征 《机械设计与制造》 北大核心 2021年第5期40-43,共4页
针对风力机叶片在成型过程中会无法避免的存在大量的微裂纹进而导致叶片断裂的问题,分析微裂纹在拉伸条件下温度与应力的变化情况。使用万能试验机对表面含有预制微裂纹的叶片试件进行拉伸试验,同时采用红外热像仪采集试件试验过程的温... 针对风力机叶片在成型过程中会无法避免的存在大量的微裂纹进而导致叶片断裂的问题,分析微裂纹在拉伸条件下温度与应力的变化情况。使用万能试验机对表面含有预制微裂纹的叶片试件进行拉伸试验,同时采用红外热像仪采集试件试验过程的温度场;再利用ANSYS软件对相同结构进行仿真得到其应力场,对比试验与仿真过程中温度与应力的变化情况。结果表明,微裂纹初始扩展过程中,温度升高较为缓慢,而后随着应力的逐渐增加,温度升高更为明显,并在加载后期出现一个大幅度的温度升高现象,且整个过程中温度与应力都呈增加趋势,有助于风力机叶片微裂纹早期损伤的检测,提高风力机的运行效率,保证风力机的健康运行。 展开更多
关键词 风力机叶片 微裂纹 应力场 温度场 红外热像 有限元分析
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