上海康達(dá)化工新材料股份有限公司胡紅梅/中心主任
尊敬的與會嘉賓，大家上午好，由我代表上海康達(dá)化工新材料做這個報告，我們成立1988年，2012年成功在中小板上市。我們在風(fēng)電領(lǐng)域可以提供專業(yè)的服務(wù)，公司有自己的研發(fā)中心和檢測中心，檢測中心在09年獲得了國家認(rèn)可，并且也已經(jīng)獲得了實驗室認(rèn)可機制。
我們在樹脂以及復(fù)合材料領(lǐng)域可以提供檢測服務(wù)。我們主要在分析，物理機械性能，疲勞性能等等領(lǐng)域可以提供服務(wù)，希望有機會為有需求的單位提供服務(wù)。
下面我做風(fēng)電葉片用結(jié)構(gòu)膠疲勞性能實驗與探討的演講，風(fēng)電葉片是風(fēng)電機組最關(guān)鍵的組件之一。隨著風(fēng)力發(fā)電機單臺功率的不斷提高，風(fēng)電葉片也越來越大，最大長度更長，而且還將變得更長，對原材料、工藝水平和質(zhì)量可靠性要求也越來越高。在風(fēng)電葉片設(shè)計中，一般都要求風(fēng)電葉片能滿足20年的使用壽命。從風(fēng)電葉片的應(yīng)用來看，大型動態(tài)結(jié)構(gòu)在其使用壽命內(nèi)擁有持續(xù)且穩(wěn)定的機械性能是最重要的，風(fēng)電葉片在非定常載荷作用下的運行特性使其容易發(fā)生疲勞破壞，嚴(yán)重影響風(fēng)電機組安全運行的可靠性。因此用于風(fēng)電葉片結(jié)構(gòu)粘接的膠粘劑必須具有優(yōu)異的常規(guī)力學(xué)性能和耐疲勞性能。
為了葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計和使用的安全性，需要對結(jié)構(gòu)膠粘劑進(jìn)行疲勞測試。驗證結(jié)構(gòu)膠粘劑的耐疲勞性能有多種方法，可直接采用全尺寸葉片疲勞測試，但缺點是葉片試驗用時較長且成本代價昂貴；也有在使用夾芯層做試驗（基材為玻璃鋼、中間層為結(jié)構(gòu)膠）進(jìn)行拉壓疲勞試驗。目前，評價結(jié)構(gòu)膠粘劑疲勞性能的通用方法是拉伸剪切模式，參照標(biāo)準(zhǔn)為ISO 9664:1993(E)。本文旨在通過疲勞試驗得到耐久極限，并繪制S-N曲線，獲取m值，以期了解結(jié)構(gòu)膠的疲勞區(qū)域，并在設(shè)計中得到參考價值。不同膠層厚度的膠粘劑疲勞耐久極限的變化情況。S-N曲線繪制時選擇的表示方式不一樣，得到的m值也有差異。我們希望能引起大家的關(guān)注。
實驗部分材料與試驗設(shè)備，膠有兩種，結(jié)構(gòu)膠：康達(dá)樣；一個是進(jìn)口膠。層壓板：單向布，OCV 生產(chǎn)；樹脂是邁圖生產(chǎn)。試片尺寸約為100×25×4.5 mm 。主要實驗設(shè)備：電子萬能試驗機，INSTRON 3369 ；疲勞試驗機，INSTRON 8801 ；電熱鼓風(fēng)干燥箱，眾志儀器。試樣制備是什么呢？樣品養(yǎng)護(hù)：（23 ±2） ） ℃ ；（50 ±10 ）%RH。材料標(biāo)識：清潔粘結(jié)面，并標(biāo)識好粘接區(qū)域。混膠：按照重量比100:45 稱量合適樣品，充分?jǐn)嚢杈鶆颉Ｖ苽洌和扛仓琳辰Y(jié)面（注意排泡），控制厚度至1mm，去除余膠。固化：干燥箱中70 ℃ ℃ 固化8h 。
疲勞性能實驗條件 為Rτ =0.1，應(yīng)力幅τa ≥2.0MPa，頻率f=30Hz，失效循環(huán)次數(shù)N F =106。疲勞耐久極限（階梯法）實驗條件 為 Rτ=0.1，應(yīng)力幅τa≥2.0MPa，頻率f=30Hz，失效循環(huán)次數(shù)N F =106 ，水平間隔d=0.3MPa。采用冪函數(shù)形式Sm•N=C計算m值。以上是整個試驗過程及試驗結(jié)果的表征，以同樣的方式得到進(jìn)口樣的試驗數(shù)據(jù)及試驗結(jié)果，兩種產(chǎn)品的數(shù)據(jù)結(jié)果如下圖所示。S-N曲線不同的表示方式對m值的影響，對于中高周疲勞試驗而言，用冪函數(shù)式擬合S-N 曲線更合適；不同的表示方式對m 值影響較大。不同膠層厚度對疲勞性能的影響是 什么？為了進(jìn)一步驗證膠層厚度對疲勞結(jié)果的影響，又補充了0.5和 和3.0mm 膠厚的實驗。前面1mm 膠厚的兩類膠疲勞試驗在GL 和客戶的見證下進(jìn)行的。
下面進(jìn)行結(jié)論與探討：
1、固定應(yīng)力比，應(yīng)力幅越大，材料越容易破壞。
2、康達(dá)樣的平均靜剪切強度為17.9 MPa；進(jìn)口樣的平均靜剪切強度為18.5 MPa；按照靜載荷評價進(jìn)口樣性能略優(yōu)。
3、本次疲勞實驗的條件一致，但是進(jìn)口樣的疲勞耐久極限τD (106 ,0.1)及m值均低于康達(dá)樣，說明康達(dá)樣的耐動載性能和長期使用性能略優(yōu)。
這個是建議部分：
1、 已有相關(guān)發(fā)表論文表明：根據(jù)疲勞試驗擬合得到的擬合方程計算耐久極限時的應(yīng)力水平后進(jìn)行實驗驗證，實驗結(jié)果驗證了擬合方程的可靠性。在以后的工作中可進(jìn)一步開展不同膠層厚度的疲勞情況。2、一般的開展實驗用的試樣粘結(jié)長度為12.5 mm左右，如擴大粘結(jié)面實際結(jié)果如何？3、疲勞試驗結(jié)果是特定試驗條件下的結(jié)果，根據(jù)葉片的實際受動載情況，如何選擇合適的參數(shù)非常重要，希望加以關(guān)注。4、靜載機械性能是材料的短期表現(xiàn)，如需考慮其長久使用性，需加強關(guān)注材料的動載疲勞性。如可行，和環(huán)境老化的作用相結(jié)合考慮，將更浮現(xiàn)材料的實際使用工況。
我的報告結(jié)束，謝謝大家！祝大家身體健康，萬事如意！(以上為筆錄內(nèi)容)
