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。     

聚四氟乙烯/玻璃纤维胶带在风电叶片制造过程中的应用分析

研究了聚四氟乙烯/玻璃纤维胶带作为脱模介质对玻璃钢表面的影响以及对风电叶片制造成本的影响。从接触角、拉剪性能和对不同涂层的附着力这三大方面,对比了分别使用聚四氟乙烯/玻璃纤维胶带、尼龙脱模布、光滑和砂纸打磨这四种方式获得的玻璃钢表面性能。研究结果表明:使用聚四氟乙烯/玻璃纤维胶带获得的玻璃钢表面润湿性一般;玻璃钢使用聚四氟乙烯/玻璃纤维胶带脱模可获得与使用脱模布相当的拉剪性能;使用聚四氟乙烯/玻璃纤维胶带获得的玻璃钢表面涂装附着力与其他方式持平。经济性分析表明国产聚四氟乙烯/玻璃纤维胶带在模具上的应用有望降低风电叶片的制造成本。     

电子信息类专业开展课程思政的探索

对电子信息类专业中开展课程思政的必要性进行了分析,从学院顶层提出了“一体两翼三融合四统一”的课程思政育人体系架构,在电子信息类专业进行了探索和实践,并调查了学生对于课程思政的理解认识情况。结果表明,84.5%学生认为课程思政能促进个人发展。将思政元素和专业知识的有机巧妙融合,能够实现教书育人相统一。     

风电叶片用真空导入型聚氨酯的性能分析

系统分析了以降低风电叶片成本为目标开发的真空导入型聚氨酯树脂,分别进行了粘度特性、工艺窗口、固化特性和力学性能的分析。分析表明该树脂体系与常用环氧树脂体系相比具有初始粘度低、进胶速率大、韧性高和粘接性能好等优点,表现为灌注时间的缩短、层合板抗压缩性能和横向性能的提高。将这一树脂体系应用于风电叶片主承力结构的制造,通过提高纤维体积含量,可进一步降低叶片的生产成本。     

碳玻混编单向复合材料的性能分析

采用碳纤维质量含量分别为7.4%、10.7%、13.8%的三种碳玻层间混编单向织物制备了纤维增强环氧树脂复合材料,分析了该类材料的力学性能与工艺性能。结果表明:碳玻层间混编复合材料的0°拉伸模量和0°压缩模量均随碳纤维含量的提高而升高,掺入碳纤维后碳玻混杂复合材料的0°拉伸强度比纯玻纤复合材料的有所降低,但随碳纤维含量的增加而升高,碳玻层间混编复合材料的0°压缩强度则没有明显的变化规律;掺入碳纤维后,碳玻层间混编复合材料的90°拉伸强度和模量均有所下降;低碳纤维含量的碳玻层间混编单向织物具有良好的Z向渗透性能。该类新材料未来有望在风电叶片结构减重和成本优化上发挥重要作用。     

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。     

高模玻纤单向织物在风电叶片主梁帽中的应用对比

对四种高模玻纤分别进行了浸胶纱的拉伸性能、层合板的单层厚度及0°拉伸性能的研究,并对四种高模玻纤对工字梁刚度的影响进行了模型分析。四种高模玻纤具有相近的原纱拉伸模量,层合板在等纤维体积含量下具有相近的0°拉伸模量,但是在真空导入成型工艺中,由于单层厚度的差异导致纤维体积分数不同,从而具有不同的0°拉伸模量。在应用于同样铺层的工字梁时,单层厚度为0.78mm的高模玻纤层合板对应的工字梁刚度比单层厚度为0.83mm的高模玻纤层合板增加约6%。     

促进剂含量对真空导入成型用环氧树脂的影响

应用流变仪和DSC分析技术,系统研究了促进剂含量对一种用于大型碳纤维复合材料结构件真空导入成型的环氧树脂体系的影响.对促进剂含量分别为0.5％、1.0％和1.5％的环氧树脂体系,分别进行了粘度特性、工艺窗口、固化特性和基本力学性能的分析.该树脂体系的最佳灌注温度并未随促进剂含量增加而变化,适用期、完全固化所需的温度和时间均随促进剂含量的增加而降低.增加促进剂含量可以降低固化温度,并保证浇铸体的力学性能基本不受影响,从而可以在普通模具中应用该环氧树脂体系.     

组合固化剂环氧树脂体系的流变性能研究

研究了一种可用两种固化剂RIMH 037和RIMH 038的环氧树脂体系的化学流变特性和放热特性,对固化剂混合比例不同的6个环氧树脂体系进行等温粘度测试和实际放热性能分析,根据对等温粘度曲线的数据拟合分析,建立预测模型,与实际工艺结合分析。在两种固化剂比例不变时,升高温度,树脂体系的适用期均先升高后降低,35℃时适用期最长;在同一温度下,两种固化剂混合使用,增加固化剂RIMH 038的混合比例,该树脂体系的适用期变化规律不明显;实际放热测试显示环氧树脂体系的适用期变化规律与流变分析结果一致。     

混杂比对单向碳-玻层间混编复合材料0°压缩和弯曲性能的影响

本文研究了相同铺层方式下不同混杂比对单向碳-玻(碳纤维-玻璃纤维)层间混编复合材料的0°压缩和弯曲性能的影响。以碳-玻层间混编形式向纯玻纤织物中混入碳纤维,对复合材料的0°压缩强度、0°压缩模量、弯曲强度和弯曲模量均有一定的提高作用,三种碳纤混杂比不同的复合材料0°压缩强度较纯玻纤结构分别提高了22.72%、26.95%、11.43%,混杂比不同所导致的试样破坏程度也各不相同。混杂复合材料0°压缩模量随碳纤含量增加逐渐增大。三种碳纤混杂比复合材料弯曲强度基本一致,而弯曲弹性模量随碳纤含量增加逐渐增大。