风力发电机叶片损伤检测方法、维护与数据驱动监测进展与趋势综述

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近年来，可再生能源作为可行的能源供应方案受到广泛关注。在可再生能源中，随着更长、更大的风力发电机复合材料叶片的部署，海上风能得到了显著发展。更长、更大的复合材料叶片制造虽能提高风能发电量，但风力发电机复合材料叶片在服役期间易因多向结构载荷和恶劣工作环境而产生损伤和缺陷。因此，风力发电机复合材料叶片的状态监测与维护需要深入研究，以防止结构损伤和缺陷，延长复合材料结构的剩余寿命。风力发电机叶片中的损伤和缺陷类型主要包括分层、界面脱粘和裂纹，这些缺陷受结构非线性特性、制造工艺阶段和服役期间恶劣环境的影响。为此，需要对复合材料叶片进行定期状态监测，以评估性能和结构状况的退化程度，从而降低维护的平准化能源成本。为提高可靠性和可持续性，本综述评述了数据驱动检测与数字孪生技术作为状态监测框架的发展趋势。同时综述了可辅助现有无损检测（NDT）方法或用于自感知性能的先进功能材料。本文从制造到系统级别进行了全面综述，涵盖风力发电机复合材料叶片监测的进展与趋势，包括基于物理的无损检测方法、传感器网络中的数据融合、自动化系统、力学分析及考虑环境耦合的数字孪生技术。

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