风机叶片材料、设计与工艺介绍.pdf

风机叶片材料、设计与工艺简介 风机叶片材料、设计与工艺简介 核心提示：复合材料风机叶片是风力发电系统的关键动部件，直接影响着整个系统的性能， 核心提示：复合材料风机叶片是风力发电系统的关键动部件，直接影响着整个系统的性能， 并要具有长期在户外自然环境条件下使用的耐候性和合理的价格。因此，叶片的材料、设计 并要具有长期在户外自然环境条件下使用的耐候性和合理的价格。因此，叶片的材料、设计 和制造质量水平十分重要，被视为风力发电系统的关键技术和技术水平代表。 和制造质量水平十分重要，被视为风力发电系统的关键技术和技术水平代表。 复合材料风机叶片是风力发电系统的关键动部件，直接影响着整个系统的性能，并要具有长 复合材料风机叶片是风力发电系统的关键动部件，直接影响着整个系统的性能，并要具有长 期在户外自然环境条件下使用的耐候性和合理的价格。因此，叶片的材料、设计和制造质量 期在户外自然环境条件下使用的耐候性和合理的价格。因此，叶片的材料、设计和制造质量 水平十分重要，被视为风力发电系统的关键技术和技术水平代表。影响风机叶片相关性能的 水平十分重要，被视为风力发电系统的关键技术和技术水平代表。影响风机叶片相关性能的 因素主要有原材料、风机叶片设计及叶片的制造工艺三种。 因素主要有原材料、风机叶片设计及叶片的制造工艺三种。 一 风机叶片的原料 一 风机叶片的原料 目前的风力发电机叶片基本上是由聚酯树脂、乙烯基树脂和环氧树脂等热固性基体树 目前的风力发电机叶片基本上是由聚酯树脂、乙烯基树脂和环氧树脂等热固性基体树 E S E S 脂与 －玻璃纤维、 －玻璃纤维、碳纤维等增强材料，通过手工铺放或树脂注入等成型工 脂与 －玻璃纤维、 －玻璃纤维、碳纤维等增强材料，通过手工铺放或树脂注入等成型工 艺复合而成。 艺复合而成。 对于同一种基体树脂来讲，采用玻璃纤维增强的复合材料制造的叶片的强度和刚度的 对于同一种基体树脂来讲，采用玻璃纤维增强的复合材料制造的叶片的强度和刚度的 性能要差于采用碳纤维增强的复合材料制造的叶片的性能。但是，碳纤维的价格 目前是玻璃 性能要差于采用碳纤维增强的复合材料制造的叶片的性能。但是，碳纤维的价格 目前是玻璃 10 纤维的 10左右。由于价格的因素，目前的叶片制造采用的增强材料主要以玻璃纤维为主。 纤维的 左右。由于价格的因素，目前的叶片制造采用的增强材料主要以玻璃纤维为主。 随着叶片长度不断增加，叶片对增强材料的强度和刚性等性能也提出了新的要求，玻璃纤维 随着叶片长度不断增加，叶片对增强材料的强度和刚性等性能也提出了新的要求，玻璃纤维 在大型复合材料叶片制造中逐渐出现性能方面的不足。为了保证叶片能够安全的承担风温度 在大型复合材料叶片制造中逐渐出现性能方面的不足。为了保证叶片能够安全的承担风温度 // 等外界载荷，风机叶片可以采用玻璃纤维 碳纤维混杂复合材料结构，尤其是在翼缘等对材 等外界载荷，风机叶片可以采用玻璃纤维 碳纤维混杂复合材料结构，尤其是在翼缘等对材 料强度和刚度要求较高的部位，则使用碳纤维作为增强材料。这样，不仅可以提高叶片的承 料强度和刚度要求较高的部位，则使用碳纤维作为增强材料。这样，不仅可以提高叶片的承 载能力，由于碳纤维具有导电性，也可以有效地避免雷击对叶片造成的损伤。 载能力，由于碳纤维具有导电性，也可以有效地避免雷击对叶片造成的损伤。 风电机组在工作过程中，风机叶片要承受强大的风载荷、气体冲刷、砂石粒子冲击、紫 风电机组在工作过程中，风机叶片要承受强大的风载荷、气体冲刷、砂石粒子冲击、紫 外线照射等外界的作用。为了提高复合材料叶片的承担载荷、耐腐蚀和耐冲刷等性能，必须 外线照射等外界的作用。为了提高复合材料叶片的承担载荷、耐腐蚀和耐冲刷等性能，必须 对树脂基体系统进行精心设计和改进，采用性能优异的环氧树脂代替不饱和聚酯树脂，改善 对树脂基体系统进行精心设计和改进，采用性能优异的环氧树脂代替不饱和聚酯树脂，改善 // 玻璃纤维 树脂界面的粘结性能，提高叶片的承载能力，扩大玻璃纤维在大型叶片中的应用 玻璃纤维 树脂界面的粘结性能，提高叶片的承载能力，扩大玻璃纤维在大型叶片中的应用 范围。同时，为了提高复合材料叶片在恶劣工作环境中长期使用性能，可以采用耐紫外线辐 范围。同时，为了提高复合材料叶片在恶劣