耦合封装-粘结-连接疲劳特性的叶片测试FBG传感器可靠性评价

基本信息
批准号:51905116
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:24.00
负责人:刘征
学科分类:
依托单位:广州大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
多性能参数退化应变传递特性复杂系统可靠性评估封装连接工艺
结项摘要

Full-scale testing of wind turbine blades is a necessary means to ensure the safety of wind turbine blades in operation and load-bearing and the strain measurement is very important. Reliable packaging, bonding and connecting technology are prerequisites for accurate strain measurement by FBG sensors. This project takes the FBG sensor encapsulated with carbon fiber as the research object, and takes the full-scale fatigue test of blades as the application background, aiming at improving the reliability of the FBG sensor encapsulated with carbon fiber as the target. Focusing on the problem that the reliability of the FBG sensor decreases due to the fatigue failure and performance degradation of the encapsulated connection, the fatigue life and performance of the encapsulated layer, the bonded layer and the joint under alternating The degradation law reveals the influence of fatigue failure and performance degradation of packaging layer, bonding layer and joint on the reliability of carbon fiber encapsulated FBG sensor. The degradation process of multi-performance parameters and the attenuation characteristics of strain transfer of FBG sensor under alternating loads are studied, and the reliability evaluation index and algorithm of FBG sensor considering packaging-bonding-bonding fatigue failure and performance degradation are proposed. To develop the reliability evaluation technology of FBG sensor considering packaging and bonding process, the reliability evaluation rules of FBG sensor network are established. The research results can provide a reference for the bonding design of carbon fiber encapsulated FBG sensors, and provide a method for the reliability evaluation of carbon fiber encapsulated FBG sensors.

风电叶片全尺寸测试是保障叶片运行与承载安全的必要手段,叶片测试中应变测量极为关键,可靠的封装、粘结、连接工艺是保证FBG传感器准确测量应变的先决条件。本项目以碳纤维封装FBG传感器为研究对象,以叶片全尺寸测试为应用背景,以提高FBG传感器使用可靠性为目标,围绕封装连接疲劳失效和性能退化造成FBG传感器可靠性降低的问题,深入研究交变载荷下封装层、粘结层、连接接头的疲劳寿命和性能退化规律,揭示封装层、粘结层、连接接头疲劳失效及性能退化对FBG传感器可靠性的影响机理;研究交变载荷下FBG传感器多性能参数退化过程和应变传递衰减特性,提出耦合封装-粘结-连接疲劳失效和性能退化的FBG传感器可靠性评价指标及其算法,形成FBG传感器可靠性评定规程,发展考虑封装连接工艺的FBG传感器可靠性评价技术。该研究成果可为碳纤维封装FBG传感器的封装粘结连接设计提供参考,为碳纤维封装FBG传感器可靠性评价提供方法。

项目摘要

本项目针对封装连接疲劳失效和性能退化造成FBG传感器可靠性降低的问题,搭建了FBG传感器疲劳试验与测试平台,研究了封装层、粘接层、连接结构疲劳失效对FBG传感器可靠性的影响,研究了交变载荷下FBG传感器多性能参数退化规律;完成了封装FBG传感器可靠性分析,确定了其可靠性薄弱环节;基于试验与仿真,提出了基于应变传递效率、多性能参数退化的封装FBG传感器可靠性评估方法;基于分布式应变测量数据,提出了基于GWO-LSSVM、EWM-MADM等智能算法的应变预测方法。通过以上研究,本项目发现在试验过程中,封装粘接工艺对FBG传感器应变测量精度影响较大,带来应变测量结果较强的分散性和不确定性,因此在样本制作过程中,封装、粘接的一致性尤为重要;相对于其他因素,粘接层的厚度对应变测量结果影响较大,因此在具体使用过程中,应控制粘接厚度的一致性,并做好周期性校准;交变载荷下封装FBG传感器的封装层、粘接层疲劳损伤将直接影响应变传递效率、应变灵敏度和重复性,需要综合多个性能参数进行FBG传感器可靠性评价;本项目基于分布式应变测量数据进行了未测点应变预测,发现叶片结构应变与载荷大小及位置相关性较强,机器学习可用于关键位置未测量点的应变预测。本项目可为FBG传感器的封装、粘接和连接制备工艺提供依据,为封装FBG传感器使用过程中的可靠性评估和准确度评价提供方法,为传感器应变测量数据的分析与应用提供思路。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于分形L系统的水稻根系建模方法研究

基于分形L系统的水稻根系建模方法研究

DOI:10.13836/j.jjau.2020047
发表时间:2020
2

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

DOI:
发表时间:2018
3

拥堵路网交通流均衡分配模型

拥堵路网交通流均衡分配模型

DOI:10.11918/j.issn.0367-6234.201804030
发表时间:2019
4

基于多模态信息特征融合的犯罪预测算法研究

基于多模态信息特征融合的犯罪预测算法研究

DOI:
发表时间:2018
5

卫生系统韧性研究概况及其展望

卫生系统韧性研究概况及其展望

DOI:10.16506/j.1009-6639.2018.11.016
发表时间:2018

刘征的其他基金

批准号:51907016
批准年份:2019
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81901691
批准年份:2019
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11174309
批准年份:2011
资助金额:56.00
项目类别:面上项目
批准号:81201456
批准年份:2012
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30400240
批准年份:2004
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51005203
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

钢混组合梁桥复合粘结锚固抗剪连接的界面力学特性及疲劳劣化机理研究

批准号:51608211
批准年份:2016
负责人:林建平
学科分类:E0805
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
2

镍基单晶涡轮冷却叶片本征疲劳失效机理与测试技术研究

批准号:51875461
批准年份:2018
负责人:岳珠峰
学科分类:E0504
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
3

三维机织复合材料风机叶片多尺度耦合的强度和疲劳特性预测及数值计算

批准号:11462016
批准年份:2014
负责人:高晓平
学科分类:A0807
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
4

空冷风机-结构耦合系统微动疲劳可靠性研究

批准号:51578444
批准年份:2015
负责人:徐亚洲
学科分类:E0804
资助金额:62.00
项目类别:面上项目