銥瑪檢測（上海）復合材料技術總監(jiān)Jen Ridzewski：《復材測試技術的發(fā)展及其在葉片設計和驗證中的應用》

 

　　以下為演講實錄：

  

　　我首先從IMA公司開始介紹，IMA位于德國，是一個獨立的提供全面的測試服務的公司，為所有行業(yè)提供測試服務。是從測試的設計，測試準則的設計。包括我們也研發(fā)測試方面的軟件，也測試塑料方面的內容，包括風電葉片，包括醫(yī)療產品仿真，首先是疲勞測試準則，對工業(yè)4.0的系統(tǒng)研發(fā)軟件。

 

　　這是復合材料包括全尺寸的測試，最大是40米，而我們測試主要是針對的研究，還包括了對風機健康的監(jiān)測系統(tǒng)，這是我們的一個理念。你們可能有所了解，有一些嘉賓也提到過類似內容，這不是我們的想法，而是我們的一個理念和哲學所在，我們想要幫助我們的客戶沿著這個測試金字塔，能夠接受各種各樣不同形勢的測試，包括了在軟件的仿真測試，我們可以測試它的結構，我們還可以進行一個熱效能的測試，還可以進行其他測試。最后還可以跟客戶一起進行測試，針對所有行業(yè)，測試汽車、火車，測試過A380的客機，測試的范圍是非常廣泛的。

 

　　行業(yè)挑戰(zhàn)在哪里？在我看來，我們材料供應商都在不斷嘗試提高自己的產品性能，但是我們要問什么是不足之處？如果使用測試方法，在材料測試和風能真正性能表現沒有直接的聯(lián)系。產品制造技術的影響，我們有不同的缺陷測試，包括纖維方向的準確性、產品質量、缺陷或者波動方面的測試，這些都會產生影響。

 

　　在測試理念或者測試金字塔理念中，這是一種很好的方式，我們會從一個基礎的開始，可以獲得更多的信息，從金字塔的底層和部件和結構件測試開始，這樣更有效，大家可能會往往忽視。包括葉片制作中所使用材料的動態(tài)疲勞性能并沒有予以評估。結論就是如果當我們在葉片測試過程中發(fā)現一些不可預期失效，無法明確到底是什么原因，我們缺乏足夠的信息，我們還能做什么呢？首先，我們需要建立一個綜合靜態(tài)材料測試的數據庫，其中包括標準狀態(tài)，不同溫度及濕度條件下的測試數據。作為制造商來說也可以參與其中，其次需要通過測試定義以下影響，來自與纖維方向、缺陷或氣泡、材料和波動范圍、編織角度、固化過程中的其他缺陷。

 

　　我們應該建立在動態(tài)疲勞載荷下的材料數據庫，包括層壓制品、膠黏劑，泡沫或夾心材料。測試結構件的疲勞性能，比如說葉根件，連接件，三明治結構件。從部件測試再到全方位的測試，應該使用不同類型的無損檢測的方式，我覺得結構是非常重要，應該更多進行無損的測試。

 

　　測試金字塔的底層，是一個材料測試，包括面內剪切測試，壓縮測試，疲勞測試，斷裂的韌性測試。首先是面內剪切測試，剪切的缺口測試，包括扁平測試，還有一個是IMA檢測測試，我們制定出了新的方面。最初的一個方面在我們看來，是有一些不足的。比如說在不需要進行扭轉的情況下，做這個樣是有困難的。如果你閱讀了這個測試，那么你會看到你的測試相比正常的情況下會高出10%。但是也沒有人會使用這樣的信息，對于我們測試實驗室來說，也是我們研制出新測試工裝的一個動機吧。我們希望明年你們可以從德國公司購買測試的工裝，或者從德國公司購買測試包或者方案。包括對于我們新的測試包，測試工裝，我們可以用混合的加載，不光是剪切力，還包括其他方面，使用混合的加載，能夠測試更高荷載的要求。還可以樣品非測試方向的變形和扭轉，這一點是很重要的。

 

　　我們已經將新的測試方案進行一個有效性的校度測試，這個過程需要半年到兩年的時間。將測試實驗室內部結果和外部結果進行比較的時候，可以看到第一個新的結構，希望能夠向之前的測試結果方案一樣的結果。在這種情況下，我們會獲得更好的結果，并不是每次測試結果都是一樣的，只是一個例子。

 

　　同樣壓力的測試，壓力測試的同時，可以從公司方面進行購買，這是一個壓縮測試的工裝，最大的載荷可以從150牽牛到1000牽牛。不僅可以測試一個標準的材料件，還可以測試結構件的壓縮。你也可以測試三明治的結構都可以，比如進行拉擠板材的設計，還可以進行有缺口樣品和無缺口樣品的測試，進行1—3次的測試之后，可以完成所有載荷的測試，而整個測試的范圍很廣，這就是我想要強調的。適用樣品的厚度可以從1毫米—40毫米，有很多斷裂形式，一個黏合度很低，同時低彎曲度會造成影響。

 

　　下面舉一個例子，1000牽牛壓縮工裝的測試，可以測試的工裝參數，最大的載荷，夾具的重量是一噸重，需要千斤頂或者專門的設備。除此之外要進行一個補償。最終目的要對中，最后獲得了這樣的彎曲，是低于3%的。疲勞測試可以肯定，大家都非常了解這張圖了，樣品的研發(fā)實際上是在12年前了，這是我們專門針對單向的材料疲勞進行測試，我們進行了長期的特殊尺寸的開發(fā)。非常自豪的是，我看出這樣樣本的時候，很多實驗室都在使用我們這個測試樣本，我感到很驕傲。我們在這個過程中，已經測試過五千個樣本了，不一定再要介紹我們研發(fā)樣本的目的，就像壓力測試一樣，在使用越來越多的三明治或者是不同厚度，我們需要的是更厚的一個橫截面進行疲勞測試。我們可以測試樣本，有一個最大的五毫米的信號傳遞，在壓縮過程中，避免出現橫向彎曲，而且使用了抗彎裝置ABD，側測的過程使用了別的使用，可以確保最終結果是能夠交付一個真正有效的測試結果給客戶。

 

　　單向材料的疲勞測試，失效形式的分析。斷裂的韌性測試，不是一個新東西了，對我們來說，能夠將力學測試，與此同時要考慮到測試環(huán)境的溫度和濕度，而且我們也使用了相應測試標準，也可以使用額外的一些方法，意味著我們擁有通過認證測量方法來得到高精度，低成本的計算。而整個解決方案非常成功，可以非常高效的進行一個計算，可以決定材料的物理特性，以及它可能會出現斷裂拓展的速度。

 

　　最后介紹一個新的案例，使用斷裂測試進行一個疲勞測試，左手的圖片就像是一個曲線，必須要決定動態(tài)裂紋拓展的速度，而在右手邊可以看到確定動態(tài)裂紋擴展速度，意味著在斷裂韌性方面，有一些擴展速度是存在的。

 

　　下面有一些總結性的發(fā)言，我們研發(fā)新的測試方法，我們的職責、理念、責任就是去研發(fā)新的測試方法，如果我們研發(fā)出來之后。我們進行解釋，使用一個非常復雜的方法來明確這種方法的有效性，這個過程中，獲得了來自不同機構的認證，獲得來自DAkks認證，這對于測試實驗室來說應該是最低的要求了。證明了它的有效性之后，所有的測試結果都會得到確認，這是很重要的。對于疲勞測試的唯一的例子，就是在德國我們只有兩個測試實驗室進行授權和認證。

 

　　如果你有測試結果，從部件測試中獲得的結果，應該把數據收集在數據管理系統(tǒng)中，我們談到人工智能和虛擬測試，這個過程中需要的是信息。我的夢想是在未來將會有更多仿真測試，你需要有工具，IMA也能夠提供這樣的工具，這就是未來的一個方向。

 

　　簡單的總結一下，首先我嘗試去解釋一種新的材料測試的方法，通過這種新的材料測試的方法，可以做出貢獻，能夠提供更準確的材料特性的報告，能夠作為一個成功的風業(yè)開發(fā)的組成部分。下面看一個短視頻，這是對樣本進行固定，很容易就進行了規(guī)?；臄U大，這是一個很高的載荷，你需要更多的參數設計。非常感謝大家的聆聽，這就是我的發(fā)言，謝謝大家。

 

　?。òl(fā)言由現場速記整理，未經本人審閱）