风电叶片用单向复合材料单层厚度影响因素研究

风电叶片用单向复合材料的单层厚度是非常重要的设计参数,不准确的设计取值将使得风电叶片的主梁帽和腹板粘接厚度超差,叶片结构寿命大幅度降低。本文系统地研究了两种典型的风电叶片用单向复合材料的厚度变化规律,发现单层厚度主要受原材料种类、铺层数的影响,而一些典型的工艺参数如真空度、温度等则影响很小。研究还发现总厚度与层数存在线性关系,可以用数学模型描述。此项研究为合理使用原材料进行叶片设计打下了良好的基础。     

几种大型风力发电叶片用环氧树脂复合材料的对比分析

将风电叶片用真空灌注型环氧树脂体系MERICAN 3311A/B与同类两款产品进行了对比分析,研究了三种树脂体系对玻纤的浸润性;采用真空导入成型技术制备了复合材料板,并对复合材料的力学性能进行了研究。结果表明,MERICAN3311A/B粘度低、浸润性良好、FRP力学性能高,与纤维的匹配性良好,达到甚至某些方面已超越国内外同类进口产品的水平,能够满足风电叶片对树脂的性能要求。     

预固化温度对风电叶片复合材料性能的影响

设计了四种预固化制度对风电叶片用树脂静力性能和单向织物的复合材料疲劳性能进行了研究,研究结果表明预固化温度对环氧树脂基体和复合材料的静力学性能影响不显著,但对复合材料的疲劳性能具有较大的影响,通过实验测试验证了预固化温度对疲劳性能m值的影响趋势,结合叶片制造不同预固化温度对复合材料叶片制造出现的泛白现象进行了分析,明确了玻纤增强树脂基复合材料的制造固化过程的温度边界。     

玻纤增强基材的创新与发展

分析了当今下游复合材料工业的发展对玻纤增强基材发展的需要。重点介绍了风电叶片用玻纤纱、技术织物、复合织物、预浸渍制品、预成型增强体等各类玻纤增强基材以及增强热塑性塑料用的短切纤维、混合纱、LFT、GMT、GMT-D、LFT—D、增强热塑性片材等各类玻纤增强基材。并为玻纤增强基材如何促进这两类复合材料产品的发展提出建议。     

VARTM工艺中多层玻纤织物渗透规律研究与工艺优化

本文主要通过径向法测量VARTM工艺中不同铺层厚度玻纤单向织物的渗透率,研究分析了VARTM成型工艺中厚铺层织物的渗透规律以及在多层织物中顶层与底层及其在三维方向流动的特性,并对工艺进行优化设计,通过实验结果对比分析确定了优化设计的可行性,对于制造厚铺度构件提供了解决途径.     

风电叶片用碳/玻层内混杂复合材料湿热老化性能

为研究风电叶片用层内混杂碳纤维和玻璃纤维织物增强环氧树脂复合材料在湿热环境下的性能变化,采用真空辅助树脂灌注(VARI)成型工艺制备碳/玻层内混杂复合材料层压板,研究了VARI成型层内混杂复合材料在湿热老化后的界面结构与力学性能的变化规律.结果表明,湿热老化后的层内混杂复合材料中的环氧树脂发生部分水解,树脂含量显著降低...     

探究缝编工艺参数对玻纤复合材料性能的影响

通过设计并制备6种不同编织工艺参数的单轴向玻纤经编织物,探究涤纶丝缝编针距、缝编线粗细旦数、缝编线针脚长度以及缝编方式和纬线的交叉与平行铺纬方式对玻纤复合材料的厚度、纤维质量分数和静态力学性能的影响。研究结果表明：不同编织工艺参数对玻纤复合材料的厚度与纤维质量分数的影响主要取决于单轴向玻纤经编织物中涤纶丝体积分数高低,涤纶丝体积分数高者其玻纤复合材料厚度偏厚,反之偏小,但是对玻纤复合材料静态力学性能影响微乎其微。     

风电叶片用高模玻纤的开发与应用分析

以风电叶片专用高模量玻璃纤维为研究对象,将其与E玻纤进行了纤维性能差异对比,并利用相应的玻纤单向布制备层合板,对比了层合板的力学性能和单向布的工艺性能,选取3个型号的风电叶片进行了等刚度换算。结果表明,高模玻纤具有更高的抗拉强度、弹性模量、耐化学腐蚀性以及耐疲劳强度;在特征单层厚度和垂直渗透性能相当的情况下,高模玻纤层合板的力学性能均有不同程度的提升;高模玻纤在风电叶片主梁帽中的应用使得风电叶片的质量减轻和成本降低。     

面向风电叶片制造工艺研究及创新体系的思考

风电叶片制造工艺系统的合理性对于新品开发、制造、型号的成功投产影响深远。参考航空工艺研究体系,结合风电叶片实际情况,总结出大型复合材料构件-风力发电叶片工艺系统的逻辑结构及组织特征,形成面向风电叶片制造的工艺设计逻辑。最终,构建了面向制造的工艺研究及创新体系,提出风电叶片工艺数据库、基于工艺参数驱动设计、面向实体制造、高效管控等方面的设想,并阐述了具体内容,为大型复合材料构件-风电叶片的工艺能力建设及创新提供有效支持。     

大型碳纤维结构件用真空导入环氧树脂的对比分析

应用真空导入成型技术制作大型碳纤维复合材料结构件是大型化风电叶片制造技术的一个重要发展方向。由于碳纤维预成型体的可渗透性远远低于玻纤预成型体,因此具有特殊性能的环氧树脂是这一技术成功的关键。本文系统分析了三种专用环氧树脂体系的适用期、固化行为和力学性能,并与普通玻纤用环氧树脂进行了对比。分析结果表明,三种专用树脂的适用期长短不一,但都大于普通树脂;环氧酸酐体系固化过程中性能建立慢的特点,使其在大型结构件的应用中存在风险;预成型体预热有助于获得高纤维体积含量和力学性能更佳的碳纤维复合材料。     

加工条件对PP/芳纶复合材料横向拉伸性能的影响

对单向聚丙烯／芳纶纤维复合材料的横向拉伸性能进行了研究，讨论了压制时间、成型温度、成型压力，以及芳纶纤维的体积含量等对复合材料体系横向拉伸强度的影响。结果发现，随着压制时间、成型温度的增加，复合材料体系的横向拉伸强度提高；随成型压力的提高，复合材料的横向拉伸强度先升后降。此外，复合材料的横向拉伸强度随着芳烃纤维体积含量的增加而大幅度降低。     

界面破坏对割口单向叠层板的应力集中及强度的影响

基于剪滞理论,建立一种计及界面损伤的分层剪滞模型,分析了含割口的单向叠层板在拉伸荷载作用下的应力重新分布问题,据此可求得界面损伤区长度和割口前缘完整纤维的应力集中因子.在此基础上,采用细观统计破坏理论,研究了割口单向叠层板的拉伸破坏机理和强度,定量获得了残余拉伸强度与界面剪切强度的关系,所得结果与现有实验吻合较好.结果表明,应力集中和强度与割口长度及界面剪切强度有关;适宜的界面黏结,具有较高的残余拉伸强度.     

单向复合材料弹性模量测试方法研究

本文对单向复合材料弹性模量的测试方法作了探索研究,将静力拉伸下的二种测试方法的实验结果与动态法测试结果进行了比较,说明本文所采用的测试方法是可行的,实验结果是可靠的。     

C/G混杂复合材料层合板中分散程度的表征方法研究

对C/G混杂复合材料层合板进行了分类,对层间混杂方式分散度的定量和定性表征方法做了总结和分析。提出了一种同时适用于表征层间和单向层内混杂复合材料层合板分散程度的表征方法。既解决了单纯以混杂比描述混杂复合材料各增强组分与力学性能关系的不足,又可以同时适用于层间和单向层内混杂复合材料分散程度的表征。     

碳纤维复合材料的电阻-应变传感特性研究

在研究碳纤维复合材料(CFRP)的电阻-应变变化规律的基础上,本文分析了碳纤维织物形式、电极种类对电阻变化的影响.并对单向碳纤维布复合材料的导电模型进行了推导.结果表明,单向碳纤维布复合材料电阻变化具有较好的应变相关性,可作为应变传感器使用,达到预警及智能监测的效果.     

单向玄武岩纤维布的可压缩性研究

本文采用纤维压缩模型对玄武岩单向布在压实过程阶段的可压缩性进行了研究.结果发现,玄武岩单向布的压缩过程符合Gutowski方程,并且与织物铺层厚度无关.并在此基础上通过对试验数据的拟合,得到了描述玄武岩单向布压实过程中纤维体积含量变化的具体方程.     

酚醛树脂/PBO纤维单向复合材料的制备及性能

利用聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维与酚醛树脂制备先进复合材料,研究该单向复合材料的层间剪切性能、弯曲性能、冲击性能和动态力学性能,并分析该复合材料的吸湿脱湿行为和热氧老化行为.酚醛树脂/PBO纤维单向复合材料的层间剪切强度为21.25 MPa,弯曲强度为439.53 MPa,弯曲弹性模量为50.11GPa.     

RTM二维径向流动模型的理论概况及研究

综述了牛顿流体在放置了各向同性和各向异性预制件的RTM平板模具中二维径向恒流和恒压渗流的流动模型.对各个模型的可测量物理量之间的关系通过求解其解析解进行了必要的拓展补充推导和研究分析,对传统的二维解析方程进行了拓展和改进,提供了在不透明模具中测定渗透率的方法.即在恒流条件下利用压力传感器和恒流泵测定预制件的二维渗透率;或者在恒压条件下利用数字流量计和压力表测得二维渗透率.这些解析解的关系式也可用于实验预估模具中的压力分布及充模时间等.