紫外光固化乙烯基酯树脂复合材料研究

研究了光引发剂种类、浓度对乙烯基树脂光固化速度、厚度的影响。结果表明,在引发剂浓度为4%时凝胶固化时间最短,树脂固化厚度与引发剂浓度成反比。在此基础上制备了紫外光辐射固化玻璃纤维增强乙烯基树脂复合材料,比较了紫外光固化复合材料和热固化复合材料的力学性能,采用光固化的复合材料试样力学性能优于热固化。

数值模拟在叶根灌注工艺中的应用

本文对风电叶片叶根真空导入进行了数值模拟,得出不同的管路布置下相应的树脂流动形态,与叶根真空导入实验结果进行了比较,结果表明,数值模拟结果与叶片叶根真空导入过程吻合,数值模拟可以很好地预测叶片灌注过程中出现的风险。提出及时的预防方案,避免在真空导入过程中出现未灌透的缺陷,减少经济损失。

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。

层合板复合材料面内剪切实验方法评价

复合材料层合板的面内剪切性能数据是进行风电叶片、机舱罩结构设计必不可少的参数。由于目前没有统一的规范,且试样的夹具很少有对应的生产,因此极大地影响了产品的自主设计和制造。通过对常见的5种面内剪切实验方法进行介绍,指出了采用不同测试方法的优缺点,并提出了今后测试所采用的方案。

三维正交机织复合材料的力学性能

测试了5种不同规格型号的三维正交机织复合材料以及同种型号增强体与两种不同树脂基体得到的复合材料的抗拉伸、抗弯曲力学性能,并分析了其破坏模式。结果表明:三维机织复合材料能有效阻止分层破坏,且纬向的力学性能明显好于径向,其力学性能也会随树脂基体力学性能的提高而有所提高,模量的变化尤其明显。

DQ200E系列灌注环氧树脂性能表征

文章简述了环氧树脂作为风电叶片基体树脂的优势、国内外研究和应用的状况以及风电叶片对环氧树脂的性能要求。研制了DQ200E系列灌注环氧树脂,并对该树脂的工艺性能、力学性能、纤维增强塑料复合材料(FRP)性能以及耐疲劳性能进行了系统地测试。结果表明,DQ200E系列灌注环氧树脂粘度低、操作时间长、力学性能良好、耐疲劳性优异,能满足风电叶片的要求,并成功地应用在1.5MW风机叶片上。

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。

试样尺寸对厚层胶黏剂搭接剪切疲劳的影响

按照风电叶片制造工艺过程出现的情况进行了10 mm胶黏剂4种试样尺寸的计算机对比模拟和实验件的疲劳性能测试,FRP搭接端进行胶黏剂45°角封端试样的仿真计算模拟,结果表明该封端方式在拉伸条件下FRP搭接区域剥离力低于胶黏剂的剥离极限强度,能够较大程度地消除剥离力对剪切性能测试结果的影响,结合实验试样的疲劳测试结果及数据分析进一步验证了模拟结果的正确性,完成了大厚度胶黏剂的搭接剪切疲劳测试方法探索,为后期大厚度胶黏剂粘接性能的评估提供了部分基础性研究。

腰果酚改性酯固化酚醛树脂的研究及性能表征

铸造造型用酯固化酚醛树脂有使用气味小、溃散性好、操作方便、不含有害元素等优点,并且在强度方面具有高温“二次固化”的特性,特别适用于铸钢件的生产。本研究中的腰果酚改性酯固化酚醛树脂拉伸强度达到1.024 MPa,可使用时间达到5~70 min。腰果酚改性后,酚醛树脂在耐热性、抗湿性上更为优异。改性树脂的工艺性能测试结果表明,温度与固化剂的种类对改性树脂的脱模时间影响非常明显;加入量方面,固化剂最优使用量为25%,树脂的最优使用量为1.5%~2.0%。

风电叶片主梁用拉挤环氧板工艺性能测试及影响

拉挤板材用于风电叶片主梁制作,相比较于灌注工艺板材,具有更高的0°方向力学性能及模量,对叶片具有减轻质量的作用,同时能够节约人工成本。研究了拉挤板材应用于风电叶片主梁制造中,工艺条件对力学性能的影响,研究表明:在工艺过程中,固化温度、固化时间、树脂体系等其他相关因素对力学性能影响明显;制样方式中,边缘未打磨处理与边缘切割处理的试样的拼接强度差达10.9 MPa,拼接面缝间距为0 mm与5 mm的试样的拼接强度差达6.2 MPa;平纹布中纤维浸润剂失效与否对应的拼接强度差达10.5 MPa。

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。

风电罩壳设计中夹芯材料的力学响应表征

风电复合材料叶片和机舱罩通常采用三明治夹心结构来提高产品的刚度和稳定性。以4点弯曲夹芯梁为例,分别采用壳单元、壳单元和三维单元对其进行模拟分析,并与实验结果进行比较。结果显示,综合使用二维单元和三维单元的模拟结果与理论结果吻合得很好,表明该方法能更准确地模拟夹芯结构的力学行为,是设计复合材料夹芯结构时的理想模拟方法。