真空灌注復(fù)合材料風(fēng)電葉片工藝的模擬研究.pdf

1、真空輔助樹脂傳遞模塑(Vacuum Assisted Resin Transfer Molding，VARTM)是一種先進(jìn)的低成本、高性能的復(fù)合材料成型工藝，具有制品纖維含量高、孔隙率低、生產(chǎn)成本低、環(huán)境危害小等制造優(yōu)勢(shì)，適用于大尺寸風(fēng)電葉片的制備。本文測(cè)試了實(shí)驗(yàn)所需織物的孔隙率和在X、Y、Z三個(gè)方向上的滲透率，利用計(jì)算機(jī)對(duì)VARTM工藝充模過程進(jìn)行模擬，研究了鋪層方式、流道設(shè)計(jì)、夾層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、錯(cuò)層鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等對(duì)充模過程的影響，對(duì)復(fù)合

2、材料風(fēng)電葉片實(shí)際生產(chǎn)進(jìn)行了工藝設(shè)計(jì)并制作，取得了較好的效果。
　　由于導(dǎo)流網(wǎng)的作用，即使玻璃纖維單向布在X和Y軸方向的滲透率差別很大，但樹脂在平面內(nèi)滲透速度主要受到厚度方向滲透率的影響，因此鋪層角度變化對(duì)充模過程影響不大;設(shè)計(jì)了玻纖/碳纖混鋪的幾種方式并進(jìn)行模擬，鋪層材料中由玻璃纖維單向布變換成碳纖維單向布后由于厚度方向滲透率較玻璃纖維單向布更大，充模時(shí)間減少;本文建立了五種基礎(chǔ)流道設(shè)計(jì)，多條注膠管道且管道設(shè)置在表面中間而非邊緣可

3、以提高充模效率;對(duì)巴沙木和PVC泡沫夾芯材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化，在有小孔的情況下對(duì)巴沙木進(jìn)行切割，等效為2mm寬的溝槽，在PVC泡沫表面設(shè)計(jì)2mm寬的樹脂流動(dòng)溝槽，模擬結(jié)果表明樹脂從芯材表面往下滲透到下面的纖維面板時(shí)間更短;采用錯(cuò)層鋪層的方式時(shí)，設(shè)計(jì)多條平行設(shè)置在導(dǎo)流網(wǎng)表面的注膠管道可以有效提高樹脂充填速率，分時(shí)間段注入樹脂的流道可使樹脂先浸潤(rùn)最厚的部分，從而減少厚度方向樹脂流動(dòng)前鋒差異，減少缺陷的產(chǎn)生。
　　通過分析風(fēng)電葉片主梁帽

4、和葉殼在不同部位和不同方向上受力大小，以及由分析第三章對(duì)于鋪層方式、流道設(shè)計(jì)、夾層材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)充模過程的影響得到的結(jié)論，設(shè)計(jì)了主梁帽和葉殼成型的工藝過程，包括夾芯材料的選擇、鋪層方式以及流道的設(shè)計(jì)等，其中主梁帽和葉殼的鋪層設(shè)計(jì)采用錯(cuò)層鋪層方式，主梁帽流道設(shè)計(jì)采用一側(cè)邊緣注入，另一側(cè)抽氣，葉殼葉根處流道設(shè)計(jì)采用魚骨型流道，其余部分采用多條平行流道分時(shí)間段注入樹脂的方式。模擬主梁帽樹脂充填過程并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，證明了計(jì)算機(jī)對(duì)于VARTM成型