张则荣，韩桐桐，李 影

（青岛科技大学 机电工程学院，山东 青岛 266061）

0 引言

风机叶片是风力发电机中非常重要的部件，其受力较复杂，工作时承受脉动风载荷、离心惯性力载荷和重力载荷。风机全天运行且工作环境恶劣，易造成风机叶片产生腐蚀、磨损、疲劳裂纹[1]。如果不能及时修复，叶片上的疲劳裂纹会在交变应力作用下逐渐扩展至发生疲劳断裂。

风机结构的损伤会引起叶片质量、刚度和阻尼的变化，其模态频率、位移模态等参数也会相应发生变化[2]。但结构的模态频率和位移模态对损伤的敏感度较低，不能准确地对结构进行损伤辨识[3]，而应变是位移的微分形式，因此在损伤诊断中，前者比后者更为敏感。文献[4]推导了应变与位移之间的关系，建立了基于应变响应的表达式及其传递矩阵。文献[5]指出，在结构产生损伤时，应变类指标要比位移类指标对损伤的出现、位置和程度更加敏感。文献[6]～[9]借助应变振型在结构损伤处产生的突变峰值分别实现了混凝土框架、管道、振动筛横梁和滑动电接触轨道的损伤辨别。文献[10]通过对损伤后的应变振型进行差分处理而建立的损伤定位指标和对未受损处的数据进行拟合而建立的损伤程度指标可以有效地识别出桥梁的受损状况。

通过对风机叶片进行模态分析，可以确定其模态频率和位移模态，而叶片的裂纹损伤会导致受损局部的刚度降低和应变模态突变。本文借助有限元软件对风……