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《兆瓦級風(fēng)機葉片復(fù)合材料發(fā)展現(xiàn)狀.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、兆瓦級風(fēng)機葉片復(fù)合材料發(fā)展現(xiàn)狀*周娟1**，馮學(xué)斌1，彭超義21株洲時代新材料科技股份有限公司，湖南株洲4120072國防科技大學(xué)航天與材料工程學(xué)院，湖南長沙410073摘要：隨著世界對可再生能源越來越重視，風(fēng)能發(fā)展的前景將越來越廣闊。本文簡述了兆瓦級風(fēng)機葉片復(fù)合材料的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了風(fēng)機葉片用增強材料、樹脂材料及夾芯材料等方面的發(fā)展情況，并對風(fēng)機葉片材料的發(fā)展趨勢進行了分析。關(guān)鍵詞：復(fù)合材料；風(fēng)機葉片中圖分類號：TB332DevelopmentsofCompositesforMWwindturbinebladesZhouJua
2、n1,FengXuebin1,PengChaoyi21ZhuzhouTimesNewMaterialTechnologyCo.,Ltd.,HunanZhuzhou,4120072CollegeofAerospaceandMaterialsEngineering,NationalUniversityofDefenseTechnology,HunanChangsha410073Abstract:Withtheworld'sincreasingemphasisonrenewableenergy,windenergywillmeetab
3、righterfuture.DevelopmentsofcompositesforMWwindturbinebladeswasintroduces.Thereinforcedmaterial,resinmaterialandsandwichmaterialswereanalysedindetail.Andthetrendformaterialsofwindturbinebladeswasgiven.Keywords:composites;windturbineblades1.前言在當(dāng)今世界能源短缺，同時又突出強調(diào)環(huán)保情況的大背景
4、下，大力開發(fā)利用風(fēng)能發(fā)電，正在成為一種普遍的趨勢和潮流，風(fēng)力發(fā)電在全球范圍內(nèi)迅速發(fā)展。風(fēng)電葉片是風(fēng)力發(fā)電機組的關(guān)鍵部件之一，價值占整機20%左右。20年來的風(fēng)機葉片技術(shù)和市場的開發(fā)使風(fēng)力發(fā)電從復(fù)合材料的邊緣應(yīng)用變成全球復(fù)合材料最興旺的市場之一，旺盛的市場需求驅(qū)動著先進技術(shù)和材料的研發(fā)和應(yīng)用。2.葉片材料的發(fā)展概況風(fēng)機葉片是風(fēng)力發(fā)電機組有效捕獲風(fēng)能的關(guān)鍵部件，被視為風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和技術(shù)水平標志。在葉片發(fā)展的100多年里，葉片材料經(jīng)歷了木制葉片及布蒙皮葉片、鋼梁玻璃纖維蒙皮葉片、鋁合金葉片[1]，到現(xiàn)在正在流行的玻璃纖維復(fù)合
5、材料葉片，以及目前已開始采用碳纖維復(fù)合材料葉片，隨著科學(xué)技術(shù)的進步，葉片材料的開發(fā)順應(yīng)了葉片大型化和輕量化的發(fā)展方向。目前世界上絕大多數(shù)葉片采用玻璃鋼/復(fù)合材料制造。玻璃鋼/復(fù)合材料具備強度與剛度可設(shè)計性、抗振性好、耐疲勞、耐腐蝕性和耐氣候性好等優(yōu)點。風(fēng)力發(fā)電多年的發(fā)展證明，風(fēng)機葉片的材料越輕、強度和剛度越高，葉片抵御載荷的能力就越強，葉片就可以做得越大，它的捕風(fēng)能力也就越強，發(fā)電效率越高，投資風(fēng)電的效益越好。因此輕質(zhì)高強、耐蝕性好、具有可設(shè)計性的玻璃鋼/復(fù)合材料是目前大型風(fēng)機葉片的首選材料。3風(fēng)機葉片用增強材料纖維增強復(fù)合材料
6、是由纖維和基體材料組成的，纖維起著承受載荷的主要作用。目前商品化的大型風(fēng)機葉片大多采用玻璃纖維增強材料制造。在玻璃纖維方面E玻纖因其成本低、適用性強的特點被大量使用，同時為提高葉片的強度和剛度，S玻纖、M玻纖等也可作為增強材料。玻璃纖維廠商紛紛研制適合于風(fēng)機葉片的玻璃纖維產(chǎn)品[2]。例如：美國歐文斯科寧公司：其0CSE1200直接無捻粗紗用Advantex?玻璃纖維制造，適用于縫編、機織、拉擠和纏繞成型，目標用途是風(fēng)能和造船市場。美國佳斯邁威公司：其StarRov806無捻粗紗耐疲勞性能好，用以優(yōu)化制造風(fēng)機葉片用的機織布和縫編織
7、物。美國PPG公司：其Hybon2002直接無捻粗紗超硬而不易斷裂，Hybon2026無捻粗紗疲勞強度比標準產(chǎn)品高10％，它們均適用于風(fēng)輪葉片的制造。該公司正在研發(fā)剛度更高的增強材料，以填補E玻璃纖維與碳纖維之間的空白。芬蘭奧斯龍公司：其CombiFlow縫編夾芯氈由兩層短切玻璃纖維原絲與中間的多孔彈性PET助流層縫合而成，使樹脂流動更好。國產(chǎn)玻纖廠家如重慶國際、常州宏發(fā)縱橫、常州天常、成如旦等也都開發(fā)了相應(yīng)的風(fēng)機葉片用E玻纖產(chǎn)品，并得到了一些葉片生產(chǎn)廠家的批量應(yīng)用。但是，玻纖密度較大，隨著風(fēng)機葉片長度的增加，葉片的質(zhì)量也越來越
8、重，完全依靠玻璃纖維增強材料作為葉片的材料已逐漸不能滿足葉片發(fā)展的需要。因此，需要尋找更好材料以適應(yīng)大型葉片發(fā)展的要求。既要減輕葉片的質(zhì)量，又要滿足強度與剛度要求，有效的辦法是采用碳纖維增強材料。碳纖維增強材料的拉伸模量是玻纖增強材料的2~3倍，大型葉片采用碳纖
