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(huì)嘉賓，大家上午好，由我代表上海康達(dá)化工新材料做這個(gè)報(bào)告，我們成立1988年，2012年成功在中小板上市。我們?cè)陲L(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(cè)中心，檢測(cè)中心在09年獲得了國家認(rèn)可，并且也已經(jīng)獲得了實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可機(jī)制。
我們?cè)跇渲约皬?fù)合材料領(lǐng)域可以提供檢測(cè)服務(wù)。我們主要在分析，物理機(jī)械性能，疲勞性能等等領(lǐng)域可以提供服務(wù)，希望有機(jī)會(huì)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(shí)驗(yàn)與探討的演講，風(fēng)電葉片是風(fēng)電機(jī)組最關(guān)鍵的組件之一。隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)單臺(tái)功率的不斷提高，風(fēng)電葉片也越來越大，最大長(zhǎng)度更長(zhǎng)，而且還將變得更長(zhǎng)，對(duì)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(jì)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(dòng)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(jī)械性能是最重要的，風(fēng)電葉片在非定常載荷作用下的運(yùn)行特性使其容易發(fā)生疲勞破壞，嚴(yán)重影響風(fēng)電機(jī)組安全運(yùn)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(jì)和使用的安全性，需要對(duì)結(jié)構(gòu)膠粘劑進(jìn)行疲勞測(cè)試。驗(yàn)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(cè)試，但缺點(diǎn)是葉片試驗(yàn)用時(shí)較長(zhǎng)且成本代價(jià)昂貴；也有在使用夾芯層做試驗(yàn)（基材為玻璃鋼、中間層為結(jié)構(gòu)膠）進(jìn)行拉壓疲勞試驗(yàn)。目前，評(píng)價(jià)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(yàn)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(jì)中得到參考價(jià)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(shí)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(shí)驗(yàn)部分材料與試驗(yàn)設(shè)備，膠有兩種，結(jié)構(gòu)膠：康達(dá)樣；一個(gè)是進(jìn)口膠。層壓板：?jiǎn)蜗虿迹琌CV 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(shí)驗(yàn)設(shè)備：電子萬能試驗(yàn)機(jī)，INSTRON 3369 ；疲勞試驗(yàn)機(jī)，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(shí)：清潔粘結(jié)面，并標(biāo)識(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(jì)算m值。以上是整個(gè)試驗(yàn)過程及試驗(yàn)結(jié)果的表征，以同樣的方式得到進(jìn)口樣的試驗(yàn)數(shù)據(jù)及試驗(yàn)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(duì)m值的影響，對(duì)于中高周疲勞試驗(yàn)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(duì)m 值影響較大。不同膠層厚度對(duì)疲勞性能的影響是 什么？為了進(jìn)一步驗(yàn)證膠層厚度對(duì)疲勞結(jié)果的影響，又補(bǔ)充了0.5和 和3.0mm 膠厚的實(shí)驗(yàn)。前面1mm 膠厚的兩類膠疲勞試驗(yàn)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(qiáng)度為17.9 MPa；進(jìn)口樣的平均靜剪切強(qiáng)度為18.5 MPa；按照靜載荷評(píng)價(jià)進(jìn)口樣性能略優(yōu)。
3、本次疲勞實(shí)驗(yàn)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(dòng)載性能和長(zhǎng)期使用性能略優(yōu)。
這個(gè)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(yàn)擬合得到的擬合方程計(jì)算耐久極限時(shí)的應(yīng)力水平后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)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(shí)驗(yàn)用的試樣粘結(jié)長(zhǎng)度為12.5 mm左右，如擴(kuò)大粘結(jié)面實(shí)際結(jié)果如何？3、疲勞試驗(yàn)結(jié)果是特定試驗(yàn)條件下的結(jié)果，根據(jù)葉片的實(shí)際受動(dòng)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(jī)械性能是材料的短期表現(xiàn)，如需考慮其長(zhǎng)久使用性，需加強(qiáng)關(guān)注材料的動(dòng)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(shí)際使用工況。
我的報(bào)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)
