面对日益严峻的能源紧张和环境污染等问题,对风能的开发利用成为热点。随着风力发电机功率的逐步提高,为增加捕风能力,风力发电机叶片不断加长,而传统的整体式长叶片在我国南方山区风场建设中面临着运输难度大、运输风险高和道路建设成本大增的挑战。基于高强预应力螺栓连接的装配式纤维增强复合材料(FRP)风力发电机叶片通过将长叶片分段制造、运输并现场组装,可有效解决运输难题并降低对道路的要求。这种装配式叶片的预应力连接段结构安全可靠性是关键。国外对复合材料风机叶片的状态监测已进行了大量有益尝试,但目前针对装配式风力发电机叶片的状态监测研究甚少。本文提出一种针对预应力装配式风力发电机叶片连接段的监测方法,具体工作包括以下几个方面:(1)针对PZT片的功能特性介绍了压电传感器的工作原理及其制作和安装,并对健康监测系统的性能进行测试,结果表明其具有良好的响应特性和线性度。(2)介绍了根据某型号大型风力发电机的叶片设计的使用预应力螺栓连接的装配式风力发电机叶片,并根据相似理论设计出单位长度的叶片连接段比例模型。对于不同信号激励下的监测方案进行了设计。(3)对叶片连接段比例模型试件进行连接状态监测,即通过将压电陶瓷片粘贴在连接段试件表面的两侧分别作为驱动端和接收端,对连接件逐级施加螺栓预拉力安装完成后,再在连接段两端施加轴心拉力荷载直至试件破坏。通过比较正弦、扫频激励信号驱动下预应力施加过程以及加载过程中的测量信号某些特征参量,并基于小波包能量分析法提出一种叶片连接状态指标,由此来判断叶片的连接状态的改变,验证了所提出的方法可实现对装配式风力发电机叶片连接段状态的有效监测。(4)提出基于应力波传播的频响函数的分段叶片连接状态的健康监测方法,即由力锤产生脉冲激励信号,仍由PZT传感器作为信号接收端。分析接收信号在合适频段上的频响函数,发现频响函数峰值对应频率会随着叶片连接工况的不同发生偏移,并提出基于频率偏移量的连接状态指标,实现了对叶片连接状态的监测。