کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6755425 509550 2015 14 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Extracting full-field dynamic strain on a wind turbine rotor subjected to arbitrary excitations using 3D point tracking and a modal expansion technique
ترجمه فارسی عنوان
استخراج میدان مغناطیسی کامل میدان بر روی یک روتور توربین بادی با تحریک دلخواه با استفاده از ردیابی نقطه سه بعدی و یک روش توسعه مودال
ترجمه چکیده
نظارت بر سلامت سازه های چرخشی مانند توربین های بادی و روتورهای هلیکوپتر عموما با استفاده از سنسور های معمولی انجام می شود که مجموعه ای از اطلاعات را در مکان های مجزا در نزدیکی یا در محور قرار می دهند. این سنسورها معمولا اطلاعاتی در مورد تیغه ها و یا در داخل آنها وجود ندارد که در آن خرابی ها ممکن است رخ دهد. در این مقاله، یک روش برای استخراج میدان مغناطیسی کامل میدان مغناطیسی توربین بادی تحت شرایط بارگذاری دلخواه مورد استفاده قرار گرفت. یک توربین بادی سه باله با تیغه های بلند 2.3 متری در یک شرایط مرزی نیمه ساخته شده با استفاده از یک هاب، یک چاک دهنده ماشینکاری و یک بلوک فولادی قرار داده شد. برای سه مورد مختلف آزمایش، توربین با استفاده از (1) تست کشش، (2) اثرات تصادفی بر تیغه با سه ضربه چکشی، و (3) تحریک تصادفی با شکن مکانیکی، هیجان زده شد. پاسخ ساختار به تحریک ها با استفاده از ردیابی نقطه سه بعدی اندازه گیری شد. یک جفت دوربین با سرعت بالا برای اندازه گیری جابجایی اهداف نوری در ساختار زمانی که لرزش لرزش استفاده شد استفاده شد. جابجایی های اندازه گیری شده در مکان های مجزا گسترش یافته و به مدل عنصر محدودی ساختار برای استخراج میدان دینامیکی میدان کامل گسترش یافته است. نتایج حاصل از این مقاله نشان دهنده همبستگی عالی بین فشار پیش بینی شده با استفاده از رویکرد پیشنهادی و کشش اندازه گیری شده با فشار کشیدن برای هر یک از سه شرایط بارگیری است. رویکرد مورد استفاده در این مقاله برای پیش بینی کشش دقت بیشتری نسبت به روش همبستگی تصویر دیجیتالی دارد. رویکرد گسترش جدید قادر است استخراج دینامیکی را در کل ساختار، حتی در داخل ساختار فراتر از خط دید از سیستم اندازه گیری. از آنجایی که روش مبتنی بر یک روش اندازه گیری غیر تماس است، می توان آن را به راحتی برای ساختارهای مختلفی که دارای شرایط مختلف مرزی و عملیاتی، از جمله پره های چرخشی است، استفاده می شود.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی عمران و سازه
پیش نمایش مقاله
استخراج میدان مغناطیسی کامل میدان بر روی یک روتور توربین بادی با تحریک دلخواه با استفاده از ردیابی نقطه سه بعدی و یک روش توسعه مودال
چکیده انگلیسی
Health monitoring of rotating structures such as wind turbines and helicopter rotors is generally performed using conventional sensors that provide a limited set of data at discrete locations near or on the hub. These sensors usually provide no data on the blades or inside them where failures might occur. Within this paper, an approach was used to extract the full-field dynamic strain on a wind turbine assembly subject to arbitrary loading conditions. A three-bladed wind turbine having 2.3-m long blades was placed in a semi-built-in boundary condition using a hub, a machining chuck, and a steel block. For three different test cases, the turbine was excited using (1) pluck testing, (2) random impacts on blades with three impact hammers, and (3) random excitation by a mechanical shaker. The response of the structure to the excitations was measured using three-dimensional point tracking. A pair of high-speed cameras was used to measure displacement of optical targets on the structure when the blades were vibrating. The measured displacements at discrete locations were expanded and applied to the finite element model of the structure to extract the full-field dynamic strain. The results of the paper show an excellent correlation between the strain predicted using the proposed approach and the strain measured with strain-gages for each of the three loading conditions. The approach used in this paper to predict the strain showed higher accuracy than the digital image correlation technique. The new expansion approach is able to extract dynamic strain all over the entire structure, even inside the structure beyond the line of sight of the measurement system. Because the method is based on a non-contacting measurement approach, it can be readily applied to a variety of structures having different boundary and operating conditions, including rotating blades.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Sound and Vibration - Volume 352, 15 September 2015, Pages 16-29
نویسندگان
, , ,