風電葉片用單向復合材料的單層厚度是非常重要的設計參數,不準確的設計取值將使得風電葉片的主梁帽和腹板粘接厚度超差,葉片結構壽命大幅度降低。本文系統(tǒng)地研究了兩種典型的風電葉片用單向復合材料的厚度變化規(guī)律,發(fā)現單層厚度主要受原材料種類、鋪層數的影響,而一些典型的工藝參數如真空度、溫度等則影響很小。研究還發(fā)現總厚度與層數存在線性關系,可以用數學模型描述。此項研究為合理使用原材料進行葉片設計打下了良好的基礎。
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通過單向玻璃纖維/環(huán)氧復合材料試件的單軸向壓縮實驗,結合聲發(fā)射及應變電測技術,研究含直徑分別為5mm和10mm兩種圓形分層復合材料損傷演化特性,并探討了試件的壓縮損傷破壞過程。結果表明,在壓縮載荷作用下,兩類分層直徑試件的破壞路徑基本一致,層間破壞機理相同。分層缺陷面積的大小對試件的承載能力有較大影響,分層缺陷面積越大,試件的承載能力降低,試件的破壞程度加劇。載荷-縱向應變曲線由線性變化到近似線性變化再到非線性變化的過程與聲發(fā)射信號分析結果較吻合。
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通過改變固化工藝制備了含孔隙的碳纖維復合材料試樣,采用超聲檢測對試樣進行了初步的孔隙檢測與篩選,采用金相顯微法對典型區(qū)域的孔隙率、孔隙分布和形貌特征進行統(tǒng)計。實驗結果表明,固化壓力不足和袋內真空不合適會引起復合材料內部孔隙的產生,且孔隙的分布存在必然性和隨機性,孔隙形貌與孔隙率存在一定的聯系。