复合材料叶片修补技术研究

发布时间：2020-05-21 00:56

【摘要】：风能作为一种清洁的可再生资源,解决了当今世界的能源危机,并满足了人们对于环保的要求。因此,风力发电技术备受世人关注。风机叶片是风力发电系统的关键部件之一,由于其外形很大、铺层比较复杂,在制造和使用过程中,总会出现各种缺陷和损伤,不仅影响安全生产,而且会造成经济损失。因此,一方面需从源头上控制工艺流程,减少缺陷；另一方面要完善缺陷修复体系,最大程度恢复其性能。 考虑到风机叶片所用材料,本文首先选用了无碱玻璃纤维方格布/环氧树脂体系制备板材。通过预埋缺陷的方式制备缺陷试样,主要有气泡、浸润不均匀、干斑等。针对不同的缺陷,采用几种不同的修补方法修复,例如挖补手糊工艺、注射树脂法、填充和灌注树脂法等。修复固化完毕的试样,通过力学性能测试,研究各种方法的修复效果,总结不同缺陷适用的修补方法。结果表明：无论出现哪种缺陷,都会影响制品的力学性能；手糊修补比较适用于修补表面存在的气泡,用于内部缺陷的修补效果不好；注射树脂、填充和灌注树脂比较适用于修补内部损伤和浸润不均匀缺陷。 风机叶片在空气中的受力很复杂。因此风机叶片铺层过程中,不仅有用到纤维方格布,还有单向布以及三轴布,以提高其性能。本文采用无碱玻璃纤维三轴布/环氧树脂体系制备板材,制造缺陷并采用挖补手糊工艺修复。将不同的纤维和树脂配方,采用与母体相同的铺覆方式对缺陷进行修补。通过力学性能测试,研究了不同的纤维种类、树脂基体以及挖补手糊修理对缺陷修复的影响。结果表明：随着缺陷(面积：20mm*10mm)深度的增大,试样拉伸强度降低明显,并且缺陷深度超过试样厚度的一半时,拉伸强度基本降至原来的一半以下,修补之后基本没有提高；对于面积相同,深度相同的缺陷,不同修补配方的修复效果基本一致；挖补手糊修补的试样,拉伸过程中,沿修复区域先出现分层,然后再断裂,上下两层的断裂带不一致,两部分断裂时的拉伸强度也不一样；挖补修补的方法,修补效果不如预期,所以在修补时,尽量采用其他的修补方法。
【图文】：

真空灌注成型工艺的铺层是[6，8]:模具，纤维增强材料，剥离层，高渗透介质，然后用真空薄膜包覆并密封;其中剥离层通常是一层很薄的低孔隙率、低渗透率的纤维织物。铺层以及树脂灌注体系如图1一l[s]所示。

图1一2贴补修补示意图【271料风机叶片的修补方法，主要有挖补法，注射树脂法等树脂修补法修补过程中，注射树脂法可以用于修补小面积的脱胶否有效还要取决于脱胶和分层的原因。如果脱胶和分是胶接面上有包容物(杂物、尘粒等)夹入而引起的，，胶接面上，修补比较困难，修补效果不好;如果是机，采用注射树脂方法修补是有效的。脂前一般至少要钻两个孔，即注射孔和通气孔。这些脂不能进入缺陷区域。但是开孔太深，不仅树脂不能准新的损伤。或深或浅都不能达到预期的修补效果。因无损探伤技术以及精湛的钻孔技术。用空气压力枪从有树脂从第二个孔中溢出，待树脂注满整个损伤区域，
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TK83

【引证文献】

相关会议论文 前1条

1 程勇;杨龙英;;热补仪修补复材楔形结构的热均匀性研究[A];第17届全国复合材料学术会议（复合材料制造技术与设备分论坛）论文集[C];2012年

本文编号：2673479