风电叶片复合材料压缩损伤破坏声发射监测

研究了风电叶片单向复合材料的压缩力学特性及其声发射响应特征.结果表明,复合材料的横向和纵向压缩力学性能及其声发射响应特性明显不同,纵向压缩强度、模量高,失效应变小,对应的声发射相对能量、幅度高,但撞击累积总数少.复合材料具有脆性破坏的特点,横向压缩以45°剪切失效为主,纵向压缩以层间劈裂为主.风电叶片复合材料压缩损伤破...     

基于小波分析的复合材料层间损伤声发射行为

通过实时监测含分层复合材料加载破坏下缺陷演化的声发射信号,应用VBScript将波形数据串联成数据流进行分析,获取复合材料层间破坏的声发射响应特征。结果表明,复合材料Ⅰ型层间开裂过程中伴随有纤维损伤,而Ⅱ型只有基体开裂,从而导致Ⅰ型、Ⅱ型分层扩展过程中的声发射能量有很大差异;频谱分布图中,Ⅰ型破坏过程出现了两个波峰,两峰所对应的频率值即为树脂和纤维受载破坏的主要频率,Ⅱ型只有一个峰值。可以利用该结论为风电叶片复合材料分层破坏形式的识别提供借鉴。     

风电叶片复合材料在三点弯曲过程中的声发射研究

为研究风电叶片复合材料损伤破坏的声发射特性以及复合材料的力学性能,对含有纤维预断试件和无纤维预断的完好试件分别进行了三点弯曲力学性能试验,并在加载过程中采用声发射检测仪实时监测整个损伤破坏过程。对采集到的声发射信号处理分析,便可获得风电叶片复合材料的弯曲力学性能和损伤破坏的声发射特性。试验结果表明:玻璃纤维复合材料在弯曲载荷作用下出现典型的破坏特征包括纤维断裂、纤维/基体脱胶和纤维分层。纤维预断试件的声发射信号波形最高幅度达到2.5 V,频带分布在20~300 k Hz范围;无纤维预断试件的声发射信号波形最高幅度为0.07 V,频带分布在10~180 k Hz之间。     

复合材料Ⅱ型分层损伤演化声发射监测

通过风电叶片复合材料Ⅱ型分层扩展力学性能实验,并借助声发射技术手段,研究复合材料[0/0]、[0/45]和[+45/-45]层间界面损伤演化特性。复合材料试件弯曲加载时,采用声发射实时监测整个分层损伤过程。结果表明,[0/0]复合材料分层试件裂纹扩展快、分层面积大、前沿平齐,不稳定扩展对应较多高幅值、长持续时间的声发射信号;受±45°方向纤维作用,[0/45]和[+45/-45]复合材料试件不稳定分层扩展前声发射撞击累积数较高,裂纹扩展相对缓慢,分层面积小,前沿不齐。复合材料分层损伤演化可分为预分层裂纹尖端区域微损伤累积和分层不稳定扩展两个基本的过程。     

层合板复合材料层间剪切破坏特征检测系统的开发

为了弥补目前层合板复合材料层间剪切强度测试方法———三点及四点法的不足 ,本文利用传感器技术开发了复合材料层间剪切破坏特征检测系统 ,此系统具有准确测出层合板剪切破坏起始位置、剪切破坏的扩展方向及剪切破坏的速度等功能 ,而且造价低、操作方便     

CFRP复合材料层间剪切强度的单模态Weibull分布

本文使用经典的Weibull分布理论研究了表面处理对碳纤维增强环氧树脂复合材料(CFRP)层间剪切强度的影响,并用极大似然法对函数进行参数估计。分布函数在双对数坐标系中为直线,理论分析与实践结果发生偏离,这在某种程度上反映了最弱连接理论的局限性。碳纤维(CF)经表面处理后,CFRP的层间剪切强度提高约50％,Weibull模数增加一倍多,变异系数有所下降。     

复合材料单搭接胶接头破坏声发射监测

采用声发射技术对单向拉伸载荷作用下复合材料单搭接胶接头的剪切破坏试验进行实时监测的方法,研究搭接长度对单搭接胶接头损伤破坏的影响规律及其相应的声发射响应特征。结果表明,随搭接长度的增加,引起单搭接胶接头的受力不均匀性增加,损伤易发生在胶层边缘应力集中区域,胶接头承载能力不断上升的同时,平均剪切应力逐渐降低;胶层边缘应力集中更明显,从而出现较多的声发射信号,且幅度在60~80 dB的声发射信号明显增多,声发射撞击累积数有上升趋势。声发射相对能量、幅度分布等声发射信号与胶层的损伤破坏过程相对应。     

单向复合材料板剪切破坏实验分析

本文分析了单向复合材料板在剪切时的微观破坏过程,结合声发射技术监测春损伤的起始与扩展过程,确定了完整的ι－γ曲线上几个特定阶段,在不同损伤阶段,从不同方位切取断面,分别用微差干涉与电镜法其策观破坏过程。     

纤维复合材料层间剪切摸量测试

1概述随着纤维复合材料产品的广泛应用,且产品设计均采用计算机,特别是航天航空部门、军工产品,计算越来越精确,因此,对材料性能要求更全面,如要求测出复合材料层板的G13、G23等性能(1)。根据我们的长期实践经验及理论分析,可以应用GB/T1456三点外伸梁弯曲法来测试复合材料层板的G13、G23等(2)。三点外伸梁弯曲法的特点是,可以用梁外伸端的位移(挠度)独立地计算出梁材料的弯曲弹性模量。由梁当中的挠度及外伸端的位移(挠度)可以一次计算出梁材料的层间剪切模量,不必像文献(3)等解联立方程,其优越性极显著(4)。2试验过程2.1试样尺寸试样形…     

喷胶对复合材料风电叶片剪切性能的影响

研究喷胶对复合材料叶片剪切性能的影响。模拟不同类型玻纤布在模具上铺设时进行喷胶固定的过程,采用真空灌注工艺(VIP)制作复合材料样板,使用锻烧法测试不同样板中玻纤的体积含量,从理论上分析了纤维含量与复合材料面内剪切强度的关系,以及利用万能试验机对复合材料样条进行层间剪切性能破坏测试。结果表明,使用喷胶后,单向布复合材料的纤维含量基本没变化,三轴向布复合材料玻纤含量下降了6.9%,单向布复合材料的层间剪切性能下降了61.4%,三轴布复合材料的层间剪切性能下降了18.8%,因此,喷胶禁止在以单向布为主的复合材料铺层里使用,在铺设三轴布复合材料时可以适量使用。     

风力发电机叶片复合材料性能研究

采用真空袋压成型工艺,以环氧树脂为基体,玻璃纤维为增强材料,制备风机叶片用玻璃纤维增强复合材料,用巴氏硬度计和万能试验机测试其力学性能。结果表明,其巴氏硬度平均值为59.95 HBa,压缩弹性模量平均值为28.15 GPa,压缩强度平均值为337.85 MPa,其压缩强度是拉伸强度的60%,说明其抗拉不抗压;较厚试样的平均弯曲强度和平均弯曲弹性模量相对较低。     

某大型风力机复合材料叶片的有限元分析

复合材料是一种比强度和比模量均较高的材料,通过铺层角的优化设计,在一定范围内还可以改变其性能,提高其承载能力。复合材料已在大型风机叶片结构设计中获得成功应用。叶片是风力机受力最为复杂的部件,也是最重要的部件之一。风力机想要获得较高的风能利用系数和较大的经济效益,其基础就是设计良好的叶片。近年从全球风力发电的现状和趋势来看,风电装机容量逐年上升,其根本原因就在于风力发电所具有的环保性和可再生性,因此风力发电还有巨大的发展空间。本文结合叶片的工作特性对某大型风机复合材料叶片进行了有限元分析,为保证风机叶片结构设计的可靠性及经济性提供了依据。     

SPC在风电叶片的应用

针对风电叶片企业统计过程控制（SPC）应用匮乏的现状,介绍了SPC在风电叶片制造领域的应用,并以实例展示了叶片制造过程的控制方法。通过研究发现,SPC可对风电叶片制造过程中出现的异常因素进行有效的预防和报警,可提高叶片制造的过程能力和质量水平。     

聚酯聚氨酯风机叶片涂料的研究

指出了风机叶片涂料目前存在的问题,研制出一种用于风机叶片防护的聚酯聚氨酯涂料。阐述了这种风机叶片涂料的制备方法及性能检测结果,并且讨论了树脂、催化剂、耐磨颜料及助剂的种类和数量对涂料性能的影响。     

风电叶片防护涂料的研究进展

综述了国内外风电叶片保护涂料的研究现状、应用及其市场。     

大型风机叶片用环氧树脂固化动力学研究

本文对目前国内大型风机叶片生产中使用量较大的树脂体系固化反应动力学进行了研究,根据不同升温速率下的非等温DSC曲线,依照Kissinger方程和Crane方程,分别计算了反应活化能和反应级数、指前因子。计算结果显示,RIM135/RIM137H树脂体系的表观活化能是51.48 kJ/mol,反应级数为0.886 3。同时,给出了该树脂体系的固化参考工艺温度和固化动力学模型。     

复合材料胶接头Ⅱ型加载损伤破坏声发射监测

利用声发射技术实时监测复合材料胶接头Ⅱ型加载损伤破坏的全过程,研究了不同胶接长度的复合材料胶接头破坏的力学性能以及声发射信号响应特征。结果表明,界面破坏是复合材料胶接头的主要破坏模式,胶层边缘的应力集中导致整个胶层的破坏。缺胶缺陷降低了复合材料胶接头的承载能力。声发射信号的相对能量、幅度和撞击累计数与试件损伤破坏的过程相对应,因此,声发射信号的动态特征可为风电叶片胶接头的无损检测和健康监测提供依据。     

风机叶片根端连接的有限元分析

本文基于ANSYS软件建立风机叶片根端连接部分的有限元模型,并对叶根玻璃钢部分及T型连接螺栓进行应力分析和强度校核,为叶片根端连接的设计、优化及材料的选用提供可靠的依据和指导。     

碳纤维复合材料层合板面内压缩损伤及声发射特征分析

针对碳纤维复合材料层合板面内压缩损伤问题,基于声发射技术分析不同损伤阶段的声发射信号特征。根据加载过程中时间–载荷曲线以及试样破坏断面微观形貌,将损伤过程分为三个阶段:初始损伤阶段主要产生少量基体开裂与纤维–基体界面脱粘,裂纹迅速扩展阶段开始产生纤维剪断以及失稳变形,平稳损伤阶段主要产生失稳变形以及分层裂纹扩展。结合声发射信号的振幅、振铃计数研究损伤过程,并基于小波变换进行损伤信号的时频分析,发现不同损伤类型可通过声发射振幅及频率特征有效识别。     

碳纤维编织复合材料拉伸变形测量及声发射监测

采用声发射和数字图像相关互补技术,结合破坏断口微结构特征,研究碳纤维编织复合材料的损伤变形与失效机理。在复合材料试件拉伸加载的同时,实时获取变形特征和损伤声发射信号,分析复合材料力学响应与位移场、声发射特征的关系。结果表明,复合材料试件实时拉伸位移场、损伤破坏过程的声发射相对能量、撞击累积数及幅度等特征参数反映了复合材料表面变形与内部损伤演化过程。复合材料试件断裂时出现较多高持续时间、高幅度、高相对能量的声发射信号,宏观断口平齐,表现为脆性断裂。