مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

آنالیز مودال پره توربین بادی با استفاده از ماشین بینایی

نویسندگان
1 دانشگاه بیرجند
2 دانشگاه صنعتی بیرجند
چکیده
آزمون مودال یکی از روش‌های کاربردی جهت شناسایی ویژگی‌های دینامیکی سازه‌ها می‌باشد. بازرسی عملکرد سازه جهت جلوگیری از قرار گیری در شرایط تشدید و تخریب، از طریق انجام این آزمون و به دست آوردن مودهای ارتعاشی، امکان پذیر می‌باشد. با توجه به این‌که هر نقطه از سازه تحت ارتعاش، دارای جابجایی، سرعت و شتاب خاص است، با اندازه گیری هرکدام از این سه مورد در یک بازه زمانی مشخص و پردازش داده‌های مربوط به آن، می‌توان پارامترهای مودال سازه را به دست آورد. در این تحقیق از روش غیر تماسی بینایی استریو جهت داده برداری از پره توربین بادی 5/2 کیلو وات به طول 3 متر، تحت آزمون مودال عملیاتی، استفاده شده است. ابتدا فرایند کالیبراسیون دوربین‌ها و سپس استخراج داده‌های سه بعدی از تصاویر ضبط شده حین آزمون، صورت گرفته است و پس از آن با تحلیل داده‌ها، پارامترهای مودال پره استخراج گردیده. در آخر، پارامترهای مودال به دست آمده توسط سیستم بینایی استریو با پارامترهای مودال به دست آمده از دو روش آنالیز المان محدود و آزمون شتاب سنج مقایسه شده‌اند و مشخص شد سیستم بینایی جهت یافتن فرکانس طبیعی اولین مود مناسب بوده و از صحت کافی برخوردار است. همچنین فرکانس طبیعی اولین مود در مقایسه با نتایج المان محدود و روش شتاب سنج، به ترتیب 10.36% و 2.67% اختلاف نشان داده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Modal analysis of wind turbine blade using machine vision

نویسندگان English

Sayed Javad Hosseininia 1
khalil khalili 1
Sayed mohammad Emam 2
1 University of Birjand
2 Birjand University of Technology
چکیده English

The Modal analysis is one of the applicable methods used to identify the dynamic characteristics of structures. Inspection of structures to avoid resonance conditions can be achieved by extracting vibration modes using modal analysis. Since every point of the vibrating structure has its own characteristics such as the displacement, speed and acceleration, therefore the measurement of these parameters in a specific time interval can be used to extract modal parameters. In this study, stereo vision as a non-contact measuring system is used to obtain the displacement of several points of the blade of a 2.5kW wind turbine with a length of 3m under the operational modal condition. At first, the camera calibration process is performed and then the three-dimensional data of the turbine blade are extracted from images recorded during the test. Consequently, modal parameters of the blade are calculated by analyzing the data. Finally, modal parameters obtained by three different methods including the stereo vision system, the finite element analysis and the testing accelerometer are compared. The results show that visually obtained data are sufficiently accurate to find the natural frequency of the first mode of the blade. The first natural frequency mode extracted by the stereo vision System shows a difference of 10.36% and 2.67% compared to the those obtained by finite element method and the accelerometer respectively.

کلیدواژه‌ها English

Operational modal analysis
stereo vision
wind turbine blade
Machine Vision