为作业场所提供连续不断新鲜空气的通风机,不但可以调节环境所需要的风量、湿度和温度,同时还能稀释和排除有毒、有害气体,改善劳动条件,特别是在矿井生产中具有极其重要的作用。叶片作为通风机的关键零部件,它的可靠运行至关重要。一旦叶片出现裂纹故障,往往对风机机组运行安全构成很大的威胁,甚至导致重大事故的产生,所以能够实现对叶片的裂纹监测及识别具有十分重要的意义。为了快速有效地对叶片裂纹进行定量研究,本文在理论分析的基础上,提出了一种简单而且可靠的通风机叶片裂纹识别方法,并通过搭建试验系统平台,进行了模态试验,验证了所提方法的可行性。主要工作内容如下:(1)根据叶片裂纹损伤以及叶片振动的相关理论,得到了含裂纹的叶片横向振动的特征方程,通过求解方程获得了含裂纹叶片固有频率与裂纹位置、深度的关系分析并得到了裂纹位置及裂纹深度对叶片固有特性的影响规律。(2)通过对叶片结构离散化的振动动力学方程分析,理论推导得出了叶片结构任意阶模态的“频率变化平方”均包含有相同单元损伤信息的结论。为此,提出基于固有频率变化平方比识别叶片裂纹位置的方法,即利用固有频率变化平方比置信度识别准则作为判断两个工况之间相似程度的依据,以相似性最大的两个工况来判断裂纹的位置所在。(3)通过将系统的脉冲或自由振动响应分离成为对应于每个刚度区域的局部响应,提出了基于双线性系统的裂纹识别方法。从分离后的每组局部响应中分别提取其固有频率,通过比较两组局部响应的固有频率的百分比差异来判定呼吸裂纹是否存在以及确定裂纹深度。(4)利用搭建的叶片结构裂纹识别模态试验平台,进行了验证性实验。通过锤击法激励叶片结构,获得加速度响应,应用模态试验DASP软件识别出全局响应固有频率,在MATLAB中进行数据处理得到两个局部响应的固有频率。从全局响应中得到前5阶固有频率,得到完好叶片结构与带有裂纹的叶片结构固有频率变化平方比,与仿真得到的数据进行对比,从相似性中判断裂纹位置所在;利用得到的局部区域固有频率百分比差异与裂纹深度呈单调变化的性质来定量识别裂纹的深度。实验验证表明了所提的叶片裂纹位置和深度识别方法是可行性的。