碳纤维增强环氧树脂复合材料的液体成型及其性能研究

本文研究了不同温度下RIM145树脂的粘度和适用期,分析了不同温度下RIM145树脂和碳纤维单丝之间的浸润性;并以碳纤维单向布为增强材料,采用真空辅助灌注成型工艺制备了碳纤维增强环氧树脂(CF/EP)复合材料,研究了复合材料的力学性能,对层间剪切试样剖断面形貌进行了SEM分析,并研究了使用VAP单向透气膜辅助真空灌注成型工艺对CF/EP复合材料厚制件灌注质量的影响。研究结果表明,RIM145树脂基体在50~70℃粘度低、适用期长且树脂与碳纤维单丝之间的浸润性良好,适用于CF/EP复合材料的真空辅助灌注成型工艺;灌注的CF/EP具有良好的力学性能,树脂和纤维具有中等粘结强度界面,采用VAP单向透气膜辅助真空辅助灌注成型工艺可降低CF/EP复合材料的孔隙率。     

基于高分子电热膜的风电叶片复合材料试验件电热除冰性能研究

模拟风电叶片蒙皮铺层结构,采用真空辅助灌注成型工艺制备了含高分子电热膜的夹层结构玻璃钢样板,研究了在不同环境温度和功率密度下的通电加热效果,通过实验数据拟合出了灌注后的高分子电热膜具备防除冰能力所需的最小功率密度与所处环境温度的关系式,并研究了低温环境中不同功率密度下的除冰性能。结果表明,在-11~-13℃环境中且表面覆冰厚度为1cm的情况下,在200~600W/m2功率密度范围内的除冰时间可控制在1~3h。     

风电叶片前缘防护技术进展

风电叶片作为风电机组捕获风能的唯一构件,其安全可靠运行是风力发电机组获得较高风能利用系数和较大经济效益的基础。由于叶片在恶劣的环境中长周期运行,叶片前缘容易出现腐蚀现象。而叶尖前缘部位比较薄且叶尖运转的线速度最大,该部位的腐蚀是整个叶片中最为严重的。叶片前缘腐蚀对机组的发电量有很大影响,随着风电机组的大型化发展,叶片前缘腐蚀成为风电领域亟待解决的问题。本文综述了风电叶片前缘腐蚀对机组性能的影响、造成叶片前缘腐蚀的主要因素、风电叶片前缘防护的技术进展,提出了未来叶片前缘防护的关注重点。     

碳纤维在风电叶片中的应用进展

“30·60”双碳背景下,作为可再生能源重要组成部分的风能将维持高速增长,市场对风电叶片的技术发展要求越来越高,叶片向大型化、轻量化方向发展,轻质高强的碳纤维是超大型叶片增强材料的必然选择。文章介绍了当前风电市场的发展形势,结合碳纤维应用的优势,阐述了碳纤维叶片市场的渗透情况;基于碳纤维主梁叶片成型技术进展以及碳纤维产业链情况,分析了制约碳纤维尤其是国产碳纤维在风电叶片中规模化应用的因素,对未来碳纤维叶片产业发展提出了建议。     

电热元件-疏水涂层复合除冰系统的实验研究

针对当今风电叶片面临的电热除冰能耗巨大及疏水涂层除冰效果欠佳的问题,提出了一种结合电热元件除冰与疏水涂层除冰共同优势的复合除冰系统。借助涂层疏水性表征手段和冰层粘结强度测试实验,分析了疏水性对冰层剪切附着力的影响,最后通过特定环境下的除冰模拟实验对复合除冰系统的可行性与可靠性进行了评估。该除冰系统不但满足风电叶片的除冰要求,而且可降低除冰能耗,起到节能作用,可应用于降低冰脊对叶片造成的损害。     

CBT树脂反应特性及其纤维复合材料力学性能的研究

分析了环状对苯二甲酸丁二醇酯(CBT)-CBT100和CBT160两种树脂的反应特性,研究了三种锡类催化剂对CBT100树脂低粘度适用期和高温反应时间的影响,并对比了采用树脂粉末熔融浸渍成型和高温真空辅助灌注成型(VARTM)方法制备的玻璃纤维增强聚环状对苯二甲酸丁二醇酯(PCBT)复合材料的力学性能。研究结果表明,CBT160树脂高温反应速度较快,适合树脂粉末熔融浸渍相类似的成型工艺。CBT100树脂通过外加一定量的单丁基三异辛酸锡或二丁基二月桂酸锡催化剂,可以使其具有合适的适用期和反应聚合时间,适宜用于VARTM过程。含单丁基三异辛酸锡的CBT100树脂通过高温VARTM方法制备的玻纤增强PCBT复合材料的综合力学性能较好,略高于采用CBT160树脂用树脂粉末熔融浸渍成型方法制备的复合材料的力学性能。     

碳纤维复合材料在风电叶片中的应用

一．风力发电的发展趋势 随着世界经济的发展,作为前景潜力巨大的可再生能源之一,风能越来越受到世界各国的重视。图1显示了近10年的全球风电总装机容量,可以看出,风电产业呈现了迅猛发展的态势。据估计,在未来20年内,世界风能市场每年将递增25％,2020年风力发电量将占世界总发电量的11．81％。     

风电叶片用聚氨酯模内胶衣的工艺适用性研究

模内涂装是提高风电叶片涂装效率的一种有效方式。相比模外涂层体系,风电叶片用模内涂层体系在工艺性能方面有一些特殊性要求。研究了三种聚氨酯模内胶衣在风电叶片中的工艺适用性,通过可操作性、占模时间、与玻璃钢之间的附着力、在实际叶片模具上的脱模性能以及脱模后对其覆盖的玻璃钢中灌注缺陷的可观察性等性能研究发现,其中两种聚氨酯模内胶衣适用于风电叶片的生产工艺过程。     

基于高分子电热膜的风电叶片电热除冰功率密度计算模型

以融冰界面位移与相变传热理论为基础,考虑了玻璃纤维增强树脂复合材料层和冰层的升温蓄热、界面冰层融化相变潜热以及冰层与周围空气的对流传质、对流换热和辐射换热等影响,提出了一种基于高分子电热膜的电热除冰功率密度计算的数学模型。对特定除冰模型进行了功率密度的计算,并通过模拟特定环境下的实际除冰实验对计算结果的准确性进行了验证,计算结果与实验结果吻合较好。     

热塑性复合材料风电叶片的研究进展

风能作为一种清洁无污染的可再生能源,在近几年得到了迅猛的发展,全球风机叶片的数量及尺寸都在迅速增长。据统计,近10年来全球风电新增装机增长率超过30%,累计装机增长率超过25%。2010年底,全球风电总装机容量已达到199520MW,预计2011-2013年全球风电装机容量每年将会达到45～48GW的增量。随着