風(fēng)機葉片RTM工藝模擬分析及其優(yōu)化

    在風(fēng)機葉片側(cè)面x=125、250、375、500、625、750、875、1000mm等8個不同位置設(shè)置線注口，其中x是從葉片根部到注口前端的距離，且注射線長度均為125mm，注口位置見圖7。模擬過程中其它工藝條件與上例相同，得到不同注口位置的樹脂流動前峰位置如圖8所示，充模結(jié)束后模腔內(nèi)壓力分布情況見圖9。

    從圖10中可以看出，當(dāng)x=500mm時，充模時間最短。觀察圖8可知，這是由于此時注口位于模具中心，注口到最后填充點之間的距離最短，樹脂的流程短，因此充模效率最高。如果工藝實施過程中希望提高生產(chǎn)效率，應(yīng)該考慮用側(cè)面線注射且最佳注口位置是x=500mm。
    2．2．2 溢料口的選定
    另外，在RTM工藝，確定溢料口也是十分關(guān)鍵的。為了保證樹脂在模腔內(nèi)順暢流動，并完全排出模腔內(nèi)的空氣，避免制品中形成干斑缺陷，應(yīng)該在模腔內(nèi)樹脂最后填充的位置及模腔中被樹脂包圍的邊角位置設(shè)置溢料口。傳統(tǒng)工藝中，通過實驗和經(jīng)驗確定溢料口位置，既耗時成本又高。通過分析計算機模擬結(jié)果，即樹脂流暢分布情況，很容易找出樹脂的最后填充點的位置與流動前鋒發(fā)生融合的位置，為確定溢料口位置提借的科學(xué)直觀的手段。從圖8還可以看出，采用一系列不同位置的線注口，樹脂最后填充的位置及模腔內(nèi)被樹脂包圍的邊角位置位于1、2、3、三點處（1、2、3點的位置參見圖2）。圖9中顯示，充模結(jié)束時模腔內(nèi)壓力較低的區(qū)域也位于這幾處。為了保證樹脂在模腔內(nèi)順暢的流動，完全排出模腔內(nèi)的空氣，避免制品中形成于斑缺陷，應(yīng)該在這3個位置設(shè)置溢料口。
    2．2．2工藝優(yōu)化結(jié)果及實際操作
    經(jīng)分析確定最佳工藝方案為：注射形式為側(cè)面線注射；注口位置為x=500mm處；溢料口位置在圖2所示的1、2、3三點處。采用優(yōu)化的工藝方案進行了風(fēng)機葉片的實際充模制造，得到了滿意的制件，且實際充模時間為2min左右，與模擬結(jié)果吻合得較好。此風(fēng)機葉片制件已經(jīng)用于風(fēng)力渦輪發(fā)電機上，目前性能良好。

    3     結(jié)  論
    通過RTM工藝計算機模擬系統(tǒng)，對風(fēng)力發(fā)電機葉片的RTM工藝進行模擬分析。對葉片根部線注射以及側(cè)面線注射8個注口位置的充模過程進行了模擬，比較了充模時間、分析了樹脂流動形態(tài)和模腔內(nèi)壓力分布以及溢料口位置，優(yōu)化出風(fēng)機葉片的最佳注射位置在側(cè)面距離葉片根部和尖部的工藝方案，并進行了實際生產(chǎn)，取得了良好的效果。通過RTM工藝模擬優(yōu)化，快速確定工藝方案，降低了研制周期以及研制成本，為成功制造風(fēng)機葉片奠定了基礎(chǔ)。