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《复合材料飞轮实时无损检测和实验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、}'sa}1s3摘要本文结合储能复合材料飞轮高速旋转的工作特点，提出了一种在线检测飞轮转子损伤的方法，自主设计一套实验装置对模拟各种损伤的的试样进行了测试，试样损伤前后的响应信号被采集后存入计算机中;在对采集信号进行传统的频谱分析的基础上，引入了先进的小波分析理论，利用Matlab语言编写程序，对信号进行小波分解，得到了信号变化和损伤特征之间的关系，建立了一个识别飞轮损伤的数据库;小波包分解得到信号对比图和特征向量，可以有效判定材料内部有无损伤和损伤的程度，结合频谱分析等，可一定程度上判定损伤的类型，为储能飞轮的安全运转和智能化运作提供了决策依据
2、。为了增加飞轮实验的安全性，本文利用有限单元法对飞轮转子作了模态分析，抽取了飞轮工作转速范围内的9阶模态频率，可作为飞轮结构设计和飞轮实验的理论基础。关键词:复合材料，飞轮电池，实时无损检测，压电陶瓷，小波分析，频谱分析，有限元模态分析AbstractInthispaper,anewwayofreal-timedamagedetectionmethodwasproposedaccordingtothehighspeedworkingsituationofthecompositeflywheelsforenergystorage,andasuito
3、fequipmentwasdevelopedtotestthecompositesampleswithpiezoelectricdiscbuilt-in,theresponsewavesbeforeandafterthedamageoccurredwererecordedtothecomputer.Onthebaseoftraditionalspectrumanalysisofsignalrecorded,thewaveletanalysiswasintroducedandtheprograminMatlablanguagewasmade.Wit
4、hthewaveletpacketdecompositionofthesignal,therelationsbetweenthechangeofresponsesignalsanddamagecharactersweregotten,adatabasefordamagerecognitionwascreated.Thegraphandeigenvectorobtainedfromthedecomposedsignalcanbeusedtodeterminethedamage'sexistenceanddegree,andwiththehelpof
5、spectrum,thetypeofdamagescanbeobtained.Alltheworkwillprovidedecision-makingbaseforsecureandintellectualizedrunningoftheflywheel.Furthermore,aFiniteelementanalysisofflywheelrotorwasmadetoincreasethesecurityoftheflywheel'stest,9modesFrequencyweretakenoutaccordingtotherotatingsp
6、eedoftheflywheel,theresultscanactasthetheorybaseforthestructuredesignandtestsoftheflywheel.Keywords:compositeMaterial,flywheelBatery,Real-timenon-damagedetection,Piezoelectricdisc,intellectualizedmaterial,waveletanalysis,spectrumanalysis,Modalfiniteelementanalysis.1前言§1．1复合材料
7、飞轮储能技术概述当今世界汽车的废气排放和噪声污染已形成严重公害。目前，汽车的动力装置主要还是传统的往复活塞式内燃机，即汽油机和柴油机。能源为石油、燃料汽油或柴油，并加入一些含重金属化合物的添加剂。我国汽车消耗的燃油占全国汽油消耗的9j．4％，柴油的27．7％。汽车每天向大气排放大量的有害气体，总体上说，全球20％的大气污染和城市70％的大气污染是由汽车尾气造成的。汽车尾气中的污染物主要有：CO、Hc、NOx、二氧化硫(S02)和含有碳粒、硫化物和铅化物的微粒(PM)等。发达国家50～60年代经历过的光化学烟雾事件已在我国的一些大城市出现。全球的石
8、油储量是有限的，目前己探明的石油储量是1350亿吨，按每年消耗35亿吨计算仅能维持40年。电动汽车则以蓄电池为动力电源，实现零排放和低噪
