CF/GF混杂复合材料性能分析及其在风电叶片上的应用 被引量：12

1

作者 王海珍 颜晨 +4 位作者 王兴波 宋秋香 杜微 贾智源 和陈淳 《玻璃钢／复合材料》 CSCD 北大核心 2014年第11期67-71,15,共6页

本文通过设计11组碳/玻混杂纤维复合材料（HFRP）样条的拉伸对比实验,分析研究CF与GF的不同混杂比对复合材料拉伸性能的影响。结果表明,随着玻璃纤维中加入碳纤维相对体积分数的增大,其拉伸强度和模量也随之增大,断裂延伸率随之降低。... 本文通过设计11组碳/玻混杂纤维复合材料（HFRP）样条的拉伸对比实验,分析研究CF与GF的不同混杂比对复合材料拉伸性能的影响。结果表明,随着玻璃纤维中加入碳纤维相对体积分数的增大,其拉伸强度和模量也随之增大,断裂延伸率随之降低。通过理论计算,50m长风电叶片主梁帽采用碳/玻混杂复合材料比采用纯玻纤其重量可降低10%～60%,成本将提高150%～310%,而相对于整支叶片重量可降低4%～22%,相对于整机其整体成本相当甚至降低。 展开更多

关键词 碳/玻混杂复合材料 拉伸性能 风电叶片 主梁帽 减重

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碳纤维在风电叶片中的应用进展 被引量：12

2

作者 牟书香 文景波 +2 位作者 徐俊 李成良 宋秋香 《纺织导报》 CAS 2022年第5期43-46,48-50,共7页

“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... “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。 展开更多

关键词 风电叶片 碳纤维 主梁 成型工艺 拉挤

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柔性风力机叶片主梁弯扭耦合设计 被引量：11

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作者 刘旺玉 张勇 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期1-6,共6页

文中探讨了利用偏轴混杂纤维来实现1.5MW风力机叶片主梁弯扭耦合的设计方法,建立了弯扭耦合设计的控制系数,并就碳纤维偏轴角和碳纤维偏轴体积比对弯扭耦合系数的影响进行了分析.理论推导表明弯扭耦合效应只与铺层材料有关.仿真结果表明... 文中探讨了利用偏轴混杂纤维来实现1.5MW风力机叶片主梁弯扭耦合的设计方法,建立了弯扭耦合设计的控制系数,并就碳纤维偏轴角和碳纤维偏轴体积比对弯扭耦合系数的影响进行了分析.理论推导表明弯扭耦合效应只与铺层材料有关.仿真结果表明:采用偏轴混杂纤维梁帽或蒙皮均能达到较好的弯扭耦合性能,且梁帽的最佳设计角在20.0°左右,蒙皮的最佳设计角在13.0°左右;在纤维拉伸和压缩应变、层间切应力、层面Von Mises的约束下,碳纤维偏轴角为20.0°和碳纤维偏轴体积比为45%时的主梁静态性能最优. 展开更多

关键词 风力机 柔性叶片 主梁 弯扭耦合

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叶片主梁弯扭耦合设计研究 被引量：6

4

作者 赵俊山 李军向 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期48-52,共5页

风机叶片正向超大型化、轻质化和高性能化方向发展。高效率的风电机组必然要求高性能的风轮叶片,气弹剪裁则是获得高性能叶片的一种有效方法,而弯扭耦合是实现气弹剪裁的一种途径。本文通过研究弯扭耦合的控制参数,建立了弯扭耦合的理... 风机叶片正向超大型化、轻质化和高性能化方向发展。高效率的风电机组必然要求高性能的风轮叶片,气弹剪裁则是获得高性能叶片的一种有效方法,而弯扭耦合是实现气弹剪裁的一种途径。本文通过研究弯扭耦合的控制参数,建立了弯扭耦合的理论估算公式,并对现有750kW叶片主梁重新进行弯扭耦合设计。研究结果表明,碳纤维取代玻纤单向布对主梁的重新设计,将大大提高叶片的整体性能。 展开更多

关键词 气弹剪裁 弯扭耦合 主梁

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风电叶片DF82A主梁帽灌注工艺研究

5

作者 赖中义 别春华 《机械》 2013年第4期59-61,共3页

真空辅助灌注工艺作为一种新型的复合材料成型技术,由于其制作成本低、产品性能好、生产过程无有毒气体排放等优点,已经被广泛应用于国民生产的各个领域。在灌注大型风电叶片时,普遍采用真空辅助灌注工艺,而主梁帽往往以预制件的形式加... 真空辅助灌注工艺作为一种新型的复合材料成型技术,由于其制作成本低、产品性能好、生产过程无有毒气体排放等优点,已经被广泛应用于国民生产的各个领域。在灌注大型风电叶片时,普遍采用真空辅助灌注工艺,而主梁帽往往以预制件的形式加入,这就需要对主梁帽的灌注工艺进行适当设计,论文主要针对DF82A主梁帽灌注工艺进行研究,着重在抽气效率、加热工艺设计等方面进行研究,提出了新的主梁帽灌注工艺方案,提高了DF82A主梁帽的质量和生产效率。 展开更多

关键词 主梁帽 抽气系统 加热工艺 真空灌注

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基于风力机叶片铺层的频率优化设计 被引量：16

6

作者 廖猜猜 赵晓路 +2 位作者 王建礼 石可重 徐建中 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1311-1314,共4页

从叶片的铺层角度出发,编程建立了一种风力机叶片的约束优化设计模型。采用风力机叶片主梁帽的铺层厚度及位置为优化设计变量,在保证气动外形不变,满足各种约束的情况下,以获得最大一阶挥舞频率为设计目标,使用改进粒子群算法进行搜索... 从叶片的铺层角度出发,编程建立了一种风力机叶片的约束优化设计模型。采用风力机叶片主梁帽的铺层厚度及位置为优化设计变量,在保证气动外形不变,满足各种约束的情况下,以获得最大一阶挥舞频率为设计目标,使用改进粒子群算法进行搜索约束优化解。结果表明:合理地设计主梁帽的铺层厚度和位置能得到更好的结果,验证了模型的有效性。优化结果对工程设计具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 叶片铺层 约束优化设计 主梁帽 改进粒子群算法

原文传递

碳纤维叶片大梁真空灌注工艺仿真和验证 被引量：9

7

作者 陈星宇 王遵 +1 位作者 卜继玲 陈煌 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2020年第7期110-113,共4页

碳纤维叶片是风电叶片的重要发展方向之一,本文通过PAM-RTM工艺仿真软件对碳纤维叶片大梁结构进行了工艺仿真分析。测得玻璃纤维双轴布的三维渗透率,开展了5 m碳纤维大梁结构真空灌注工艺仿真研究,并进行了工艺试验验证。结果表明,注胶... 碳纤维叶片是风电叶片的重要发展方向之一,本文通过PAM-RTM工艺仿真软件对碳纤维叶片大梁结构进行了工艺仿真分析。测得玻璃纤维双轴布的三维渗透率,开展了5 m碳纤维大梁结构真空灌注工艺仿真研究,并进行了工艺试验验证。结果表明,注胶总时间计算值与实测值偏差+18%,树脂流动前沿计算值与实测值偏差最大为+18%,灌注大梁成型后未发现缺陷。 展开更多

关键词 碳纤维叶片大梁 PAM-RTM 工艺仿真分析

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高模量玻璃纤维在2MW风机叶片上的应用 被引量：3

8

作者 王璋奇 孙久亮 刘立华 《纤维复合材料》 CAS 2012年第4期8-10,共3页

本文通过对2MW风机叶片的载荷进行分析,从合理选材的角度,把改进增强材料的性能作为提高叶片抗弯刚度的主要途径,结合质量设计,给出了材料主要测试数据,通过使用FOCUS软件进行载荷分析、结构静强度分析,对高模量玻璃纤维做为梁帽增强材... 本文通过对2MW风机叶片的载荷进行分析,从合理选材的角度,把改进增强材料的性能作为提高叶片抗弯刚度的主要途径,结合质量设计,给出了材料主要测试数据,通过使用FOCUS软件进行载荷分析、结构静强度分析,对高模量玻璃纤维做为梁帽增强材料的可行性进行了验证,试验结果表明:采用高模量玻璃纤维单向布与普通玻璃纤维相比,梁帽质量降低了21.2%,整个叶片质量降低了8.3%,效果显著。 展开更多

关键词 叶片梁帽 叶片刚度 风能利用系数 高模量玻璃纤维 质量设计 FOCUS软件

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风电叶片拉挤梁帽真空灌注成型工艺数值优化 被引量：1

9

作者 杨斌 王继辉 +3 位作者 赵明明 刘妍 闫少轶 倪爱清 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期380-385,共6页

采用数值仿真方法建立拉挤梁帽真空灌注成型工艺的优化流程,分析了工艺参数对成型效率和质量的影响。首先,实验测定纤维增强织物的渗透率、实际纤维体积分数和树脂的流变性。其次,采用收敛性分析方法对梁帽的数值模型进行优化,兼顾了仿... 采用数值仿真方法建立拉挤梁帽真空灌注成型工艺的优化流程,分析了工艺参数对成型效率和质量的影响。首先,实验测定纤维增强织物的渗透率、实际纤维体积分数和树脂的流变性。其次,采用收敛性分析方法对梁帽的数值模型进行优化,兼顾了仿真精度和效率。最后,研究了拉挤板排列间距和模腔内的残余空气压强对成型过程的影响。结果表明:仿真结果与全尺寸实验的偏差小于7%,拉挤板排列间距为0.3 mm时充模效率最高,残余空气压强小于4000 Pa时产品孔隙率小于2%,证明了数值优化方法的可行性和准确性。 展开更多

关键词 复合材料 风电叶片 数值优化 拉挤梁帽 真空辅助树脂灌注

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风电叶片新型拉挤夹芯梁帽弯曲性能试验 被引量：1

10

作者 赵东晖 杨家琦 +2 位作者 孟鑫淼 张东坡 张展诚 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期5264-5274,共11页

采用玻璃纤维增强树脂复合材料(GFRP)拉挤条板制造风电叶片夹芯梁帽可以克服传统纤维布铺设工艺中存在的褶皱、气泡等制造缺陷,提升材料模量和强度,减少纤维缝编工序和节约材料成本,是未来风电叶片梁帽发展的趋势之一。以GFRP双轴布为... 采用玻璃纤维增强树脂复合材料(GFRP)拉挤条板制造风电叶片夹芯梁帽可以克服传统纤维布铺设工艺中存在的褶皱、气泡等制造缺陷,提升材料模量和强度,减少纤维缝编工序和节约材料成本,是未来风电叶片梁帽发展的趋势之一。以GFRP双轴布为面层、GFRP拉挤条板和方格布为夹芯层的叶片主梁梁帽局部梁段作为研究对象。为研究面层厚度及剪跨比对新型拉挤夹芯梁帽承载能力和破坏模式的影响,开展四点弯曲试验。结果表明:随着面层厚度的增加,拉挤夹芯梁帽的破坏模式从无面层试件的拉挤条板拉裂破坏,发展为单层面层试件的面层拉裂或拉断破坏及多面层试件的下面层剥离破坏。合理设计面层和夹芯的比例,能够控制夹芯结构的破坏模式;拉挤夹芯梁帽的初始刚度随着面层厚度增加及剪跨比减小而增加;面层厚度的增加可以大幅提升结构的承载能力,延缓胶缝的开裂,减小破坏时的承载力损失,并在一定程度上改善结构的脆性行为。 展开更多

关键词 玻璃纤维增强复合材料 风电叶片 拉挤夹芯梁帽 弯曲试验 破坏模式

原文传递

风力机复合材料叶片内部结构典型铺层及分析 被引量：2

11

作者 魏远 李春 +1 位作者 李志敏 祖红亚 《能源研究与信息》 2013年第3期179-184,共6页

叶片为风力发电装置中最核心、最关键的部件之一,其材料的选择对于叶片设计至关重要.大型风力机叶片普遍采用复合材料.将叶片视为一个变截面悬臂梁,基于经典层合板理论和梁帽式铺层方法,利用美国可再生能源国家实验室(NREL)发布的叶片... 叶片为风力发电装置中最核心、最关键的部件之一,其材料的选择对于叶片设计至关重要.大型风力机叶片普遍采用复合材料.将叶片视为一个变截面悬臂梁,基于经典层合板理论和梁帽式铺层方法,利用美国可再生能源国家实验室(NREL)发布的叶片结构分析软件PreComp和BModes计算叶片截面刚度、固有频率以及极限载荷作用下的变形.将计算值和ANSYS软件的分析结果进行比较,结果表明梁帽式铺层方法合理可行,且不影响叶片性能,在实际工程应用中有较大的使用价值. 展开更多

关键词 叶片 复合材料 梁帽式铺层 结构分析 PreComp

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