DTR E240E风电叶片用环氧胶黏剂的研制

文章在综述风电叶片用环氧胶黏剂国内外研究进展,风电叶片在环氧胶黏剂的性能要求的基础上,采用固化剂改性的方法研制出DTR E240E系列风电环氧胶黏剂.对该胶黏剂的工艺性能、浇铸体力学性能、粘接性能及耐蠕变性能进行了详细的表征.结果表明DTR E240E系列风电环氧胶黏剂拥有良好的综合性能,完全满足风电叶片的要求.DTR E240E系列风电环氧胶黏剂成功地应用于1.5 MW和2.0 MW风电叶片上.     

风电叶片复合材料在高温环境下的拉压力学性能研究

为了探究高温环境对风电叶片玻纤/环氧树脂复合材料拉压力学性能的影响，采用真空辅助RTM工艺制备叶片用单向玻纤/环氧树脂复合材料层合板，研究复合材料从常温到65℃高温下的拉伸、压缩力学性能，并利用扫描电子显微镜（SEM）对压缩试样断口的微观结构进行表征分析。结果显示：复合材料的纵向拉伸强度和压缩强度随温度升高均有不同程度的下降，纵向压缩强度在高温下的降幅更大，当环境温度高于50℃，纵向压缩强度将低于材料设计值；纵向拉伸模量和压缩模量随温度升高变化较小，横向拉伸强度和模量随温度升高均有明显下降。高温环境引起复合材料拉压力学性能下降主要是由于复合材料在高温下玻纤与树脂基体的界面黏结减弱以及树脂性能降低所致。     

海上风电机组叶片表面涂层材料的研制

本文以海上风电机组叶片表面涂层材料为研究对象,依据风电机组风轮叶片保护涂层认证技术规范稿中,配套体系性能要求海上性能指标数据,结合陆上风电叶片涂层产品,寻找原材料最佳匹配,侧重研究耐盐雾、耐湿热、耐老化性能,延长检测时间,达到耐腐蚀防盐雾的目的。     

叶片覆冰对抗冰冻机组疲劳载荷的影响研究

风电机组叶片覆冰后叶片质量增加、翼型气动性能变化,引起风轮质量不平衡与气动不平衡。机组的载荷特性发生变化,将对关键部件的疲劳载荷产生影响,进而影响机组的安全性与可靠性。文章依据IEC标准对覆冰工况的要求,在考虑叶片覆冰后叶片质量与气动性能变化的基础上,提出两种不同的寿命周期,来研究叶片覆冰状态及覆冰时间对风电机组关键部件等效疲劳载荷的影响,结果表明叶片不均匀覆冰、覆冰时间及低温环境空气密度对机组关键部件疲劳载荷有较大影响。     

低黏度灌注环氧树脂体系工艺性能研究

文章测试了不同温度下E230E/E234H灌注环氧树脂体系的黏度随时间的变化数据。通过绘制时间随温度变化的黏度等高线图的方法,认为最佳灌注温度为25℃左右。通过流变学模拟的方法,得到树脂黏度与时间、温度之间的关系式,以及指定温度下流动距离与时间、指定黏度下流动距离与温度之间的关系式,认为灌注温度越高,工艺性能越好。还讨论了实际运用情况与等温模拟之间的差异,给出了实际运用情况下环氧树脂体系拥有最佳工艺性能的条件。     

大型风电机组叶片疲劳试验研究

对风电叶片疲劳试验理论及方法进行探讨,指出现有理论及方法的局限性及适用性.并在此基础上,确定了适合现有条件的疲劳检测方案,以1.5MW风电叶片为例,开展风电叶片疲劳耐久性试验,着重研究了环境温湿度变化等因素对试验的影响.该文方法与所得结论可供风电叶片研发与检测部门参考.     

1.5 MW风电叶片多轴疲劳寿命分析

针对风电叶片极易发生疲劳破坏的现象,以1.5 MW风电叶片为研究对象,利用GH Bladed和ABAQUS分别进行叶片的载荷和危险截面的应力计算,基于复合材料多轴疲劳理论,对额定风速下叶片的多轴疲劳寿命进行分析,并将分析结果与单轴疲劳寿命分析结果进行对比。结果表明:传统的单轴疲劳寿命模型会过高估计叶片的疲劳寿命,多轴疲劳寿命分析方法能较准确地对风电叶片的疲劳寿命进行估计。因此,该方法对风电叶片的多轴疲劳寿命评估及可靠性设计具有一定的指导意义。     

随机载荷下风电叶片复合材料剩余强度概率模型

为对随机载荷作用下风电叶片复合材料(即纤维增强复合材料)的剩余强度进行评估,并考虑载荷的随机性及材料性能的分散性对剩余强度概率分布的影响。首先,根据Miner理论及全概率公式建立随机载荷作用下风电叶片复合材料疲劳寿命的预测模型;然后,基于剩余强度与剩余寿命取决于材料内部同一损伤状态的假设,推导出随机载荷作用下风电叶片复合材料剩余强度的概率模型;最后,通过风电叶片复合材料层合板(由多个单层板粘接在一起组成的整体结构)的静强度实验数据与疲劳寿命实验数据对所建模型的有效性进行验证。结果表明:所建模型能反映风电叶片复合材料剩余强度退化的一般规律,对随机载荷作用下风电叶片复合材料的寿命预测及可靠性评估具有一定指导意义。     

风电叶片双向电动往复式疲劳加载系统振动特性分析

基于电动往复式激振器,设计一种兆瓦级风电叶片双向疲劳加载试验系统。针对双向疲劳加载时出现振动耦合问题,建立风电叶片双向激振疲劳加载系统的动力学模型,并在此基础上建立仿真模型数值仿真系统耦合过程,得到在激振频率、安装位置影响下的系统耦合过程及基本规律。最后,搭建风电叶片双向激振疲劳加载试验系统,试验验证理论分析及仿真结果,为双向疲劳加载系统的控制方法提供依据,也为风电叶片疲劳试验提供参考。     

叶片变桨速率对风电机组停机过程载荷特性影响研究

分析叶片变桨速率对于风电机组机械载荷影响的机理,并基于某2.5 MW双馈型风电机组载荷实测数据,对相同外部条件不同叶片变桨速率停机过程的载荷数据进行分析,研究叶片变桨速率对风电机组疲劳与极限载荷的影响。运用GH Bladed软件,对不同叶片变桨速率停机工况下的风电机组载荷进行仿真计算,验证叶片变桨速率与风电机组载荷之间的内在关系。现场测试数据与仿真结果均表明,风电机组停机过程中的载荷特性与叶片变桨速率相关,且随着叶片变桨速率的增加,疲劳与极限载荷随之明显增加。由叶片变桨速率增大导致的风电机组极限载荷增加比例与疲劳等效载荷增加比例相近。     

全尺寸风电叶片疲劳加载载荷匹配及试验研究

为疲劳加载试验时沿叶片展向满足实际工作时的弯矩分布,对全尺寸风电叶片共振型疲劳加载系统进行载荷匹配与试验。分析叶片共振式疲劳试验中弯矩分布,采用参数分段离散法沿叶片展向离散出质量与长度矩阵,推导叶片弯矩数值计算方法,建立弯矩匹配优化数学模型,编制弯矩分布校验算法,利用Matlab/Simulink建立仿真模型并对匹配优化进行数值仿真,并校验配重块的质量和数量,得到沿叶片展向的弯矩分布误差小于7%。试验结果表明,疲劳试验过程中叶片加载点的振幅稳定,叶片根部弯矩误差不超过±5%,满足疲劳加载试验的弯矩分布精度要求,试验精度与检测效率得到提高,缩短疲劳试验周期,为风电叶片检测与分析提供一种的实用手段。     

层合板复合材料性能的测试与数据处理

复合材料层合板的性能数据是进行风电叶片、机舱罩结构设计的关键参数，其中力学性能的测试是最为关键的测试。为了实现叶片生产的国产化，该文提出了叶片设计时材料测试的方法和数据处理，为今后风电复合材料部件的自主开发铺设了道路。     

单点疲劳载荷作用下的风电叶片振动特性研究

设计一套风电叶片单点疲劳加载系统,基于拉格朗日方程推导出单点疲劳载荷作用下的风电叶片振动数学模型,得到影响叶片振动特性的一系列因素。以一阶固有频率为0.92 Hz的风电叶片为被控对象,利用Matlab/Simulink软件建立仿真模型,得到不同加载频率下风电叶片的振动特性。当加载频率为0.80、0.85 Hz时,加载点振幅均小于300 mm;当加载频率增大到0.95 Hz时,振幅达到较大值,约为400 mm,近似发生共振,能满足疲劳试验要求;当加载频率继续增大到1.00 Hz和1.20 Hz时,振幅反而衰减到220 mm和100 mm。最后进行单点疲劳加载试验,得出试验结果和仿真结果规律基本吻合,验证了数学模型和仿真模型的准确性。     

分段连接对风电叶片与机组性能的影响

以38 m商业叶片为基础设计一款分段式叶片,采用开源软件和风能专业软件建立风电机组的仿真模型来研究分段连接对风电叶片和机组总体性能的影响。依据国际标准与工程技术规范分析叶片截面刚度、质量、挠度和自振频率,以及机组的载荷与年发电量。结果表明:叶片分段后,第1、第2阶挥舞频率变化幅度均小于6%,摆振频率增幅均小于2%;叶根摆振和挥舞极限弯矩分别增加约10%和3%,摆振和挥舞疲劳弯矩分别增加了23.2%和6.0%;风电机组的最大功率系数与年发电量均无明显变化。     

基于声发射信号的风电叶片缺陷定位及信号衰减仿真

为利用声发射信号对风电机组的叶片(下文简称"风电叶片")的缺陷位置进行定位,并分析信号的衰减特性,以由玻璃纤维-环氧树脂复合材料为主要材料制作的风电叶片为研究对象,通过ANSYS软件中的LS-DYNA模块仿真研究了声发射信号在该复合材料中的传播速度、规律及衰减特性.研究结果表明:声发射信号的传播方向与该复合材料中的玻璃...     

风电叶片螺栓套疲劳试验机跟随控制策略研究

为解决风电叶片螺栓套疲劳试验过程中实际载荷与期望载荷的跟随控制问题,设计一种风电叶片螺栓套疲劳试验机并对期望载荷与实际载荷间的跟随控制策略进行研究。采用基于最小均方(LMS)的谐波消除和幅值控制策略,通过LMS算法的权值调整机制,解决实际载荷的量测噪声和幅值衰减现象。通过Matlab/Simulink,建立试验机模型,对算法的有效性进行验证;搭建试验机平台,通过现场疲劳试验对跟随效果进行研究。结果表明,在基于LMS的跟随控制策略下,螺栓套期望载荷与实际载荷的跟随效果良好,载荷误差不超过±5 k N,为风电叶片螺栓套疲劳特性的研究与应用提供可能。     

风电叶片用环氧树脂体系固化动力学研究

采用Kissinger方程和ozawa公式均可计算风电叶片用环氧树脂的表观活化能,两种方法计算出来的表观活化能数值比较接近,且变化趋势一致。通过该方法算得的表观活化能可以用于风电叶片用环氧树脂体系反应活性的判断。研究发现,DQ-1、DQ-3和DQ-4的表观活化能大小关系为DQ-1〈DQ-3〈DQ-4,这表明DQ-1、DQ-3和DQ-4环氧树脂体系的反应活性逐渐降低,DQ-4更有利于大容量风机叶片的生产。     

某核电汽轮机组低压末级长叶片用材分析

从力学性能、高低倍组织等方面对首批国产化的核电汽轮机组低压末级长叶片进行了解剖试验研究,并根据设计需要,进行了高周旋转弯曲疲劳和高频疲劳性能试验,得出的试验结果不仅可为核电机组的结构设计提供数据支持,而且能更好地保证核电机组运行的可靠性和安全性。     

国外部分大型汽轮机末级叶片材料的发展简况

本文概述了美国、苏联、日本等国家大型汽轮机末级叶片材料系列、化学成份、机械性能以及材料的抗腐蚀疲劳性能。同时,还介绍了具有发展前景的高铬沉淀硬化不锈钢与钛合金使用情况.     

碳纤维复合材料在风力发电机叶片中的应用

为了降低风电单位成本,风机功率不断提高,随之叶片长度也不断增加,使碳纤维在风电叶片中的应用成为必然。介绍了碳纤维在风电叶片上应用的优势和不足,以及解决的技术途径。