基于压电材料结冰探测与除冰技术.pdfVIP

基于压电材料的结冰探测与除冰技术 白天，苗波，李凯，朱程香，朱春玲 (南京航空航天大学，江苏南京210016) 摘要：绩冰是在湿冷地区运行的风力机组无法回避1[191．J1．是影响风力机安全可靠 运行的主要因素之一，因此需要有效的结冰防护技术。超声导波技术因其独特的传播特点 被用来进行结冰探测的研究，通过理论分析与有限元模拟计算出结冰对导波传播的影响， 确定合适的特征量表征结冰程度艟用结构健康监测技术对结冰进行实时监测与成像显示， 确定结冰的具体位置。利用结构共振产生的切应力进行除冰，使用有限元软件为结冰结构 建模，分析冰的受力特点，据此选择合理的模态振型，并通过谐响应分析确定激振压电片 的最佳尺寸。分析表明．在振动作用T；水-9结构接触面上的切应力集中在冰的边缘位置， 对某模态进行激振时当压电片长度等于其振型波长的一半时产生的振动最强。最后在人工 结冰环境下对两种技术进行了实验验证，结果表明，使用普通的压电陶瓷片作为传感器， 利用导波结冰监测技术可以准确的对结冰进行探测和定位在理论分析的最佳除冰模态下， 当振动达到一定强度后冰块立即脱落，实验中除冰所耗功率在36．5W／m2以内，约为当 前电热除冰系统的1．57％。 关键词：压电：导波：振动：结冰探测：除冰 中图分类号：TK83 文献标识码：A doi： I neICedetectIOnand based0n de—ICInqtechnoIOales material piezoelectric BAI Tian，MIAOBo，LIKai，ZHUChengxiang，ZHUChunlincJ of Aeronauticsand University 210016，China) (Nanjing Astronautics，Nanjing isanunavoidable forwindturbines incoldand Abstract：Icing question working wet adverseinfluenceswouldbe tothe and area，and applied safetysteady ofwind effective in operationturbines，thus are icingprotectiontechnologiesgreat desire．Ultrasonicwaveis tosolvetheicedetection guided employed problem becauseofits features．Theinfluenceof onthe particular