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風能展獨家直播:風電葉片用環氧結構膠疲勞性能研究—風電技術論壇

2013-10-22 來源:北極星電力網 瀏覽數:1158

  第三個是關于認證的需求。比如說GL認證、Aerodyn等。
  第四個是關于對葉片性能全面的評價。因為真正的材料葉片做的好不好,能不能長期可靠的使用,更重要的是材料綜合評價,而不是靜態的。
所以說希望疲勞測試能引起大家的重視。
  我們今天以結構膠作為疲勞測試的案例,因為結構膠是葉片重要組成部分,出現問題對整個葉片會出現影響。另外目前國內的這種結構膠主要有幾類。第一個是環氧類的,第二個是聚氨酯或者乙烯基的,主要以環氧類為主。目前測試的狀態國內一般的是按照國標27595這個標準來測,它是等同ISO標準。國外的標準有復合材料疲勞測試標準,但是對于膠的來說,我們一般都是按照這兩個去做。第一個,標準就用9664,測試的分析就用E739去做。
  我們這次采用拉拉疲勞單項剪切進行測試,整個實驗是我們和南京海拓公司一起合作來做的,我們采用了他們的Lica600認證,現在一些葉片公司也在大量的采用,我們把它作為一個主要材料,其實我們還有其他幾個廠家進行了對比。采用的設備是采用INSTRON的實驗機。
  首先要做試樣,為了能夠保證疲勞試驗可靠度,這樣就需要在做試樣的時候盡可能的多,因為試樣的過程對整個疲勞的結果是有很大的影響的。先做它的靜態性能,把這個指標用于后臺疲勞試驗的指標來用。我們了解到,國內做環氧結構膠靜態的拉剪強度有比較高的,但是疲勞性能可能過不了。
  疲勞實驗方法是按照9664的標準來做,設定平均應力值是35%,頻率為30Hz。先做1000萬次的疲勞測試,最后做剩余應力結果,通過做30Hz,震幅2兆帕,最終達到85.6%,說明疲勞性能還是不錯。
  有哪些對疲勞性能會有影響:第一是材料的組分,第二個就是破壞方式的影響。破壞方式正常的話,應該是膠層的破壞才算合理,第三個是膠層的厚度。道理上講膠層厚度越薄越能反應情況,因為膠層厚了缺陷會增多。但是也有一個限制,不可能太低,和我們實際使用的時候膠層厚度要能夠一致。增韌劑比例一般不能大于10%,大于10%它的疲勞也會受影響,一般是7%到10%左右最合適從5%到10%的時候疲勞性能隨著增韌劑的添加逐漸提高,繼續添加就過于軟了。
  破壞方式,我們認為一般的中間膠層的破壞是比較合理的,而且這種結果更接近真實的結果。另外膠層厚度,我們選用了四種厚度,0.2、0.5、1.2、1.8,膠層越薄越好,但是因為操作的原因,不可能太薄,一般0.5是最合適的。
  表征:是采用階梯法的形式,標準就是按照9664的標準來做。采用圖紙震度是35%的水平,沒有通過就降低0.2兆帕,通過了就提高0.2兆帕。
通過實驗,按照公式,計算一下疲勞極限和最后的偏差,同時做S-N曲線。我們做這個實驗是95%的情況下的結果,所有的數據應該是在2倍的西格瑪區間內。

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