风电叶片腹板芯材槽孔密度降低对于制造过程的影响.pdf
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1、第2 期2023年6 月纤维复合材料FIBERCOMPOSITESNo.278Jun.2023风电叶片腹板芯材槽孔密度降低对于制造过程的影响朱琼杰,李洁,刘涛,乔小亮(连云港中复连众复合材料集团有限公司,连云港2 2 2 0 0 0)摘要研究了芯材不同加工工艺对于叶片制造的影响。降低腹板芯材槽孔密度,从吸胶量、压缩、剪切力学性能、界面剥离强度多个方面对比分析其差异,并在风电叶片腹板实际生产过程中应用新的腹板芯材加工形式。结果表明,降低腹板芯材槽孔密度,在满足叶片设计要求的性能前提下,可实现降低树脂用量的目的,降低叶片制造成本。关键词风电叶片;腹板芯材;槽孔密度;吸胶量;力学性能;降低树脂用量T
2、he Impact of Reduced Groove Density ofWind Turbine Blade Web Core Materialon the Manufacturing ProcessZHU Qiongjie,LI Jie,LIU Tao,QIAO Xiaoliang(Lianyungang Zhongfu Lianzhong Composites Group CO.,Ltd.,Lianyungang 222000)ABSTRACT The influence of different processing techniques of core materials on b
3、lade manufacturing was studied.Thedensity of grooves of the web core material was reduced,and the differences were compared and analyzed from the aspects ofglue absorption,compression,shear mechanical properties and interfacial peel strength.And in the actual productionprocess of wind turbine blade
4、webs,a new web core material processing form is applied.The results show that reducing thegroove density of the web core material can achieve the purpose of reducing the amount of resin and reducing the blade man-ufacturing cost under the premise of meeting the performance requirements of the blade
5、design.KEYWORDS wind power blades;web core material;groove density;glue absorption capacity;mechanical properties;reduce the amount of resin转化为电能。叶片是整个风机中成本最高的部件,1引言占风机成本的30%左右。在叶片中,基体树脂占比风能是一种清洁可再生的能源,取之不尽用之约36%,增强材料占比约2 8%,芯材占比约12%。不竭,是我国仅次于煤电和水电的第三大发电来随着风电进入平价上网时代,风机招标价格持续走源,也是发展最快的可再生能源之一。风力发电是低
6、,对叶片制造商的成本压力日益增加,寻找多种通过风力发电机将风能转化为机械能,再通过电机降本方式已成了叶片制造商的重要目标。通讯作者:朱琼杰,女,本科,工程师。研究方向为机械设计制作。Ema i l:z h u q i o n g j i e l z f r p.c o m2期在当前降本增效的成本压力下,PET100芯材目前已成为腹板夹芯材料的首选,替代原PVC60夹风电叶片腹板芯材槽孔密度降低对于制造过程的影响79302$20.5芯泡沫材料。叶片制造,通常采用真空辅助灌注工艺成型;腹板夹芯材料在制造过程中,往往会选择对夹芯材料进行开浅槽、打孔处理,提供树脂在浸润过程中的流动通道,达到良好的浸润
7、效果。本文主要针对不同的腹板槽孔加工形式,减少浅槽、打孔密度,测试其力学性能以及灌注树脂吸胶量,对比是否满足腹板的设计要求以及是否可达到降本增效的目的。将根据测试结果选择在叶片腹板上进行批量验证,调整腹板浅槽加工工艺以达到降低树脂用量的目的。2试验2.1主要原材料本文选择PET100芯材,芯材密度为10 0 kg/m。3样件A加工形式:双面十字交叉浅槽,浅槽间距2 0 2 0 2 mm,浅槽槽宽、槽深2 0.5mm;打孔间距2 0 2 0 2 mm,通孔,孔打在浅槽交叉处,孔径20.5mm;加工工艺为常用工艺,如图1所示。20 2=:干0=#=图2 B组样件开槽打孔试;芯材剪切强度、模量按照标
8、准ASTMC273执行测试;芯材滚筒剥离强度按照标准GB/T1457-2005执行测试。芯材吸胶量测试采用铺设称重,芯材上下表面铺设带孔隔离薄膜,以便灌注后剥离其他玻纤增强材料,测试样板芯材吸收树脂的重量。制样工艺采用真空灌注成型,环氧树脂固化条件:预固化50/2 h,后固化7 0/6 h。3结果与讨论3.1芯材密度、吸胶量对比灌注固化结束后,样板脱模,借助预铺设的带0.5孔隔离膜,剥离多余的纤维增强材料,单独称重吸$202 0.5收树脂后的芯材重量,称重结果如表1所示。表1两组样品密度和吸胶量对比样件尺寸样品mm2 0.5A组80050025B组80050025图1A组样件开槽打孔由表1可看
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