风电叶片手糊成型环氧树脂体系的研究

采用树脂搭配系列固化剂的策略,开发出工艺窗口期宽泛的覆盖15～300 min的多元化手糊环氧树脂体系。通过采用不同促进剂促进胺类固化剂获得差异化的可操作时间,同时对环氧树脂的分子结构进行改性,获得了强度和柔韧性满足要求的手糊环氧树脂产品DQ220E以及配套的DQ221H～DQ224H固化剂体系。该体系的工艺性能、力学性能、复合材料性能测试结果表明,各项指标满足风电叶片材料的要求。     

风电叶片采用不同胶黏剂修补的相容性能差异研究

风电叶片合模粘接工序中缺胶问题一直备受关注,修复材料的性能直接影响叶片修复质量,为此选择2种胶黏剂,对比了两者的工艺基本性能数据和力学性能。胶黏剂1可适合用于风电叶片制造成型合模粘接,也可用于叶片胶黏剂缺陷修复;胶黏剂2适合用于叶片胶黏剂缺陷修复,同时在修复效率和操作条件上优于胶黏剂1。然后通过模拟一种叶片缺胶的修复方式,分别采用胶黏剂1、胶黏剂2对不同缺胶量的玻璃钢试件粘接界面进行拉伸剪切性能测试。研究结果表明,2种不同体系的胶黏剂各性能差异较小,均可满足叶片设计和工艺要求;随粘接面缺胶量增大(20%、40%、60%),试样拉伸剪切强度呈下降趋势;缺胶处使用胶黏剂1进行修补后可使拉伸剪切强度恢复,使用胶黏剂2修补后试样拉伸剪切强度低于胶黏剂1修补。因此,在缺胶处修补时采用同一体系胶黏剂修补的效果较好,更利于保证叶片修复后的质量和性能。     

风电叶片用芯材PET的性能研究

为对风电叶片用泡沫芯材PET的性能进行研究,根据行业标准,对国内外PET芯材的表观形貌和力学性能进行对比,测试和分析了2种PET的主要力学性能。结果显示,国外PET和国产PET的各项性能存在差异,2种PET的力学性能均能够满足叶片的设计要求,同时,与常规泡沫PVC相比,PET吸胶量较低,有利于降低树脂的用量,因而有利于大型叶片降本增效。     

环氧乙烯基树脂在风机叶片修补上的应用研究

测评了叶片结构修补用环氧乙烯基树脂9102-70及其与PPG2026纤维织物FRP的力学性能和工艺匹配性。结果表明:当促进剂的使用量为0.6%时,在温度为25℃和0℃,环氧乙烯基树脂用于结构修补的最佳引发剂用量分别为1%和2.0%;环氧乙烯基树脂各项力学性能指标均与环氧树脂相当;FRP与环氧基材层间结合力为14.74MPa,与聚氨酯涂层附着力为5.21MPa,且破坏界面均发生在涂层区域;由此可以看出环氧乙烯基树脂/PPG2026纱线可用于叶片结构修补。     

风电叶片PVC芯材的耐温性研究

PVC泡沫是风电叶片制造的常用材料,可以提高叶片壳体刚度,降低产品自重.由于叶片生产需要高温后固化,对PVC的耐温性要求很高.为给叶片工艺设计提供参考,重点研究了不同加热温度下PVC泡沫及夹芯结构的性能变化,发现PVC在100℃固化后,外观明显焦化,但剪切、压缩、剥离等力学性能无明显下降.     

风电叶片生产中聚氨酯树脂的应用工艺研究

风电行业进入“平价上网”时代,风机价格竞争日趋激烈,风机单位千瓦时的价格不断创新低。叶片作为风机的核心大部件,其价格也持续下降,迫切要求叶片制造企业不断降低产品的制造成本。聚氨酯树脂替代环氧树脂作为叶片的主要制造材料,其成本优势十分明显,但由于聚氨酯树脂极易与水反应导致材料失效,聚氨酯树脂在用于风电叶片的生产时存在很多难点。为此对聚氨酯树脂在风电叶片上的应用工艺进行了分析和研究,并给出了可行的工艺控制措施。     

风电叶片用聚氨酯与环氧树脂结合界面的剪切性能研究

利用万能拉伸试验机对风电叶片用聚氨酯树脂在不同固化时间条件下与环氧树脂结合界面的剪切性能进行研究,为此设计了聚氨酯树脂与环氧树脂的双切口层间拉伸剪切强度的测试和层间剪切测试,参照现有聚氨酯树脂在叶片主梁上的应用工艺,通过分析固化时间为2、3、4 h时的剪切破坏形貌和抗剪强度,探讨不同固化度的聚氨酯树脂与环氧树脂结合界面的性能及制备工艺的可行性,为聚氨酯叶片的结构设计提供理论依据。     

聚醚砜改性环氧树脂低温力学性能研究

采用自制聚醚砜与环氧树脂反应,合成了改性环氧树脂,结合DSC,SEM及FT-IR等手段,研究了不同聚醚砜含量的改性环氧树脂在低温下(-50℃)的力学性能。研究表明:聚醚砜对环氧树脂固化温度影响不明显;低温下,聚醚砜含量升高,环氧树脂拉伸强度及弯曲强度先增加后降低,当聚醚砜含量为40%时,改性环氧树脂在低温下的拉伸强度及弯曲强度最高,分别为114.42 MPa及193.76 MPa。     

分级杉木风电叶片复合材料的制备与研究

以杉木为原料,通过杉木分级、优选制成杉木薄板层积材,利用INSTRON 5582万能力学试验机进行检测.试验结果表明:由一、二级分级杉木制成的风电叶片复合材料的物理力学性能均达到或超过目前国外风电叶片在用的常规木材/环氧层积材的特性,完全能够替代目前大量使用的玻璃钢叶片材料.     

风电叶片复合材料层间开裂声发射监测

通过对含Ⅰ型分层缺陷的单向和多轴向风电叶片复合材料试件进行拉伸力学性能实验,同时进行声发射全程监测,研究了含Ⅰ型分层复合材料在拉伸过程的损伤演化特性及声发射响应特征.实验结果表明:风电叶片复合材料Ⅰ型分层加载初始阶段载荷与张开位移之间呈现线性特征,当出现宏观裂纹扩展时两者呈现非线性关系.声发射监测数据显示,声发射信号的幅度、撞击累积数、相对能量等特征参量的动态变化可以反映出复合材料Ⅰ型分层损伤破坏过程.风电叶片复合材料声发射检测中可以依据信号的特征参量变化判断复合材料结构的损伤破坏程度.     

叶片覆冰对支撑结构抗冰性能的影响分析

海上风能资源作为清洁能源具有较大发展潜力。在我国黄渤海地区,风力机叶片表面在寒冷潮湿环境下易出现覆冰现象,覆冰不均匀可能会改变风机支撑结构的整体力学性能。在结冰海域,海冰会造成风电基础结构强烈的冰激振动。叶片覆冰后不仅会降低风电机组的发电效率,还会影响支撑结构的冰振特性。本文首先通过FENSAP-ICE对叶片覆冰过程进行研究,明确了不同环境条件下的风机叶片覆冰特性;其次,采用增加质量和改变质心位置的等效质量分布方法,建立风机叶片覆冰后支撑结构的冰振响应分析方法。最后,选取某单桩式海上风电基础结构,对不同的风机叶片覆冰情况下支撑结构的力学性能进行分析,并讨论叶片覆冰对支撑结构的抗冰性能影响。     

矿粉对环氧树脂基混凝土修补材料性能的影响

用矿粉对环氧树脂基混凝土修补材料进行改性,测试改性修补材料的力学性能和耐久性.结果表明:当矿粉完全替代水泥时,修补材料的抗折强度超过12.5 MPa,抗压强度为65.6 MPa.矿粉-环氧树脂基混凝土修补材料的耐久性优良,矿粉替代100%水泥的修补材料在质量分数3%NaCl溶液中侵蚀365 d后的抗压强度保持率为95.7%,在3%MgSO4溶液中侵蚀365 d后的抗压强度保持率为98.4%.经50次冻融循环后,试样C0S50~C50S0的抗压强度保持率均约为100%,200次冻融循环后,抗压强度保持率高于95%.     

风电叶片用国产化VAP膜的工艺性能研究

随着风电叶片向大型化、轻量化方向发展,为确保风电叶片产品质量,在叶片生产过程中引入了高模量玻纤织物,以增强其性能。但因高模量玻纤织物灌注难,在工艺设计时加入了VAP膜进行辅助,此前一直应用进口VAP膜,在巨大的成本压力下,开发国产VAP膜十分迫切。对国产VAP膜与进口VAP膜进行性能对比研究,结果显示,两者透气性和透胶性差异较小,能满足风电叶片真空灌注过程的要求,应用国产VAP膜有利于降低风电叶片生产成本,符合风电叶片平价开发的需求。     

芯材对风力发电叶片力学性能影响的有限元分析

研究了不同种类和厚度的芯材对风力发电叶片力学性能的影响,重点开展了芯材对叶片稳定性和应力的分析。结果表明:同种芯材随芯材厚度增加,叶片的应力降低,稳定性增加;不同芯材材料的剪切模量越大,叶片的稳定性越高。研究结果为风电叶片结构设计优化提供了理论指导。     

UV固化水性含氟环氧丙烯酸酯树脂的合成与性能研究

以环氧树脂、甲基丙烯酸十二氟庚酯、丙烯酸、马来酸酐为原料,通过接枝反应-开环反应-酯化反应三步合成光固化水性含氟环氧丙烯酸酯树脂聚合物。采用红外光谱、热重法（TG）、差示扫描量热仪（DSC）、激光粒度分布仪等技术对光固化水性含氟树脂结构与性能进行了分析,结果表明：添加含氟单体使聚合物的力学性能明显提高,热稳定性增强,玻璃化转变温度明显降低,接触角显著增大;当n（环氧树脂）：n（甲基丙烯酸十二氟庚酯）=4:1时,光固化水性含氟树脂的综合性能最佳：乳液平均粒径为2.3 m,固化膜附着力为1级,硬度为6 H,耐冲击性120 cm.     

风电叶片制造业自动化生产模式的实现途径

随着经济社会的不断发展,许多生产行业实行了自动化的生产模式,制造业中人工生产方式已经逐渐被机械化和自动化所取代.随着技术的不断改进,风电叶片生产线的自动化水平进一步提高,使风电叶片的制造精度和质量得到了有效的提升.通过对风电叶片的制造过程进行剖析,基于工业领域中风电叶片的制造技术和工艺特点,阐述了风电叶片制造行业实现自...     

液体丁氰橡胶及纳米SiO2对环氧树脂的增韧机理

采用液体丁氰橡胶及纳米SiO2对环氧树脂进行改性,借助于扫描电镜(SEM)和力学性能测试手段研究了液体丁氰橡胶及纳米SiO2在环氧树脂体系中的形貌及增韧机理.结果表明,液体丁氰橡胶及纳米SiO2对环氧树脂都具备良好的增韧效果.     

环境温度对碳纤维复合材料层合板力学性能的影响

环境温度对飞机复合材料结构的力学性能有着至关重要的影响。为了更好地掌握碳纤维/树脂基复合材料层合板在不同温度环境下的力学性能变化情况,以W-3021FF/LY 1564 SPT/XB 3487复合材料为研究对象,在湿法成型工艺下,分别在-54℃、25℃(室温)、71℃温度环境下进行拉伸、压缩力学性能试验,并利用扫描电镜显微镜(SEM)对力学性能试样断口进行扫描分析。试验结果表明:与室温环境相比,低温环境下碳纤维与环氧树脂基黏合增强,复合材料层合板的拉伸与压缩强度提高;而高温环境碳纤维与环氧树脂基结合弱化,复合材料试样的拉伸与压缩强度均降低。     

随机载荷下风电叶片疲劳寿命及可靠性试验评估

为对随机载荷作用下风电叶片的疲劳寿命及可靠性进行预测与评估,首先基于Miner累积损伤理论及全概率公式,推导出随机载荷作用下风电叶片的疲劳寿命预测模型;然后根据寿命等效原则(即随机载荷下的疲劳寿命与恒幅载荷下的疲劳寿命相等)提出了随机载荷下风电叶片疲劳可靠性评估的等效应力试验法;最后通过风电叶片复合材料的疲劳试验数据对本文方法的有效性进行验证.结果表明:本文方法能够有效预测与评估风电叶片复合材料的疲劳寿命及可靠性,为随机载荷作用下风电叶片的疲劳寿命预测及可靠性试验评估提供理论依据.     

反应性聚碳酸酯增韧改性环氧树脂的相结构与性能

研究了反应性聚碳酸酯 /环氧树脂体系中胺化聚碳酸酯的用量对固化体系的形态结构、玻璃化转变温度 Tg 和力学性能的影响 .用 SEM和 AFM对固化体系的形态进行了表征 .结果表明 ,固化体系的相容性良好 ,形成一个均相网络结构 .对胺化聚碳酸酯改性环氧树脂的体系与纯环氧树脂体系的力学性能进行了比较 ,发现前者断裂韧性和冲击韧性分别提高了 50 %和 4 4% ,而弯曲性能变化不大 ,拉伸性能有所下降 .DSC的测试结果表明增韧体系的 Tg 下降 .