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國(guó)外若干企業(yè)采用碳纖維、FRP、熱塑性材料的混合紗來(lái)制造大型的葉片，把這種紗鋪進(jìn)模具里，再加熱模具，塑料紗線發(fā)生融化，就會(huì)讓葉片的生產(chǎn)時(shí)間縮短至一半左右。與此同時(shí)對(duì)葉片進(jìn)行全面的測(cè)試，全部的新設(shè)計(jì)出來(lái)葉片均需通過(guò)20年以上的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況測(cè)試，才能獲得投產(chǎn)批準(zhǔn)。測(cè)試的項(xiàng)目包括雷擊、靜態(tài)、動(dòng)態(tài)測(cè)試等，其中使用到的激光掃描儀測(cè)試設(shè)備，更是為葉片的測(cè)試過(guò)程提供了非常精確的各種幾何數(shù)據(jù)。
德國(guó)某公司認(rèn)為當(dāng)葉片的尺寸大到一定程度之后，加入碳纖維，可以使材料的用量減少，其成本并不比玻璃纖維復(fù)合材料高，因此開(kāi)發(fā)了56m長(zhǎng)的碳纖維葉片。經(jīng)過(guò)分析，采用玻璃纖維/碳纖維混合增強(qiáng)的方法，葉片可以減重20％~40％采用玻璃纖維/碳纖維混合增強(qiáng)的方法對(duì)抑制質(zhì)量增大是非常必要的，而且同時(shí)降低了風(fēng)能的生產(chǎn)成本，讓葉片也可具有足夠的剛性和長(zhǎng)度。
當(dāng)葉片的設(shè)計(jì)完成后，還需要先進(jìn)的成型工藝技術(shù)來(lái)幫助實(shí)現(xiàn)葉片的制造。比如Siemens風(fēng)力發(fā)電集團(tuán)的Integral Blade技術(shù)，其所制造出來(lái)的風(fēng)機(jī)葉片是可以在一個(gè)完全封閉的過(guò)程中完成葉片的成型。首先玻璃纖維增強(qiáng)材料由一個(gè)擴(kuò)展的內(nèi)部模具和一個(gè)封閉的外部模具這種特殊組合來(lái)完成定型，然后在玻璃纖維增強(qiáng)材料層壓定型完成之后，在真空狀態(tài)下注入環(huán)氧樹(shù)脂材料，最后在封閉的模具中加熱葉片使其固化，一步完成無(wú)縫完整葉片的制造。
大型復(fù)合材料風(fēng)機(jī)葉片的鋪層結(jié)構(gòu)和外形結(jié)構(gòu)都十分復(fù)雜，特別是外形是由不同的翼型構(gòu)建，屬于超長(zhǎng)的三維曲面殼體的結(jié)構(gòu)，而且存在大量夾芯和過(guò)渡層結(jié)構(gòu)。不僅如此，風(fēng)機(jī)葉片載荷的分布也是不規(guī)則的，求取復(fù)合材料風(fēng)機(jī)葉片的結(jié)構(gòu)解析解亦十分困難，因此，有限元分析法開(kāi)始在風(fēng)機(jī)葉片的結(jié)構(gòu)分析中大量應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者在風(fēng)機(jī)葉片的變形和應(yīng)力分析、模態(tài)分析、疲勞分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化等方面做出了大量研究，為大型復(fù)合材料風(fēng)機(jī)葉片的結(jié)構(gòu)分析提供了很多可以借鑒的方法。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于葉片來(lái)說(shuō)是一個(gè)比較復(fù)雜的過(guò)程，主要包含兩個(gè)方面的內(nèi)容。第一方面是葉片各截面的構(gòu)造，第二方面是關(guān)于各截面鋪層材料的選擇和厚度的計(jì)算。葉片結(jié)構(gòu)通常采用分段設(shè)計(jì)法，舉例來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)度為37.5m的大型風(fēng)力機(jī)葉片的分段數(shù)大約為40段。目前，葉片的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)周期較長(zhǎng)，一般需要三到四個(gè)月。葉片主要結(jié)構(gòu)是由上殼體、下殼體和前腹板、后腹板構(gòu)成，前、后腹板開(kāi)口相對(duì)且與殼體構(gòu)成矩形盒式結(jié)構(gòu)。腹板內(nèi)填充泡沫夾芯，殼體前緣、后緣部分也填充泡沫夾芯以減輕葉片重量，這樣可以增加葉片的結(jié)構(gòu)剛度。杭州那泰有限元分析公司所分析的1.5MW葉片材料的性能參數(shù)均由試驗(yàn)結(jié)果得到，來(lái)源于航天工藝性能檢測(cè)和失效分析中心出具的《理化檢測(cè)報(bào)告單》。
在工作過(guò)程中，為了避免風(fēng)機(jī)葉片結(jié)構(gòu)發(fā)生共振，需要分析葉片的動(dòng)力學(xué)特性，主要包括葉片的自然頻率與振型。在實(shí)際的工況中，葉片高階激勵(lì)一般較少，故現(xiàn)有的研究主要集中在低階的頻率，通常只研究到五階振型。
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