風力機熱塑性葉片隔膜成型系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、葉片是風力發(fā)電機中的重要部件，其捕獲風能的多少決定風力發(fā)電機的發(fā)電能力。目前，在網(wǎng)運行的風機葉片大多采用玻璃鋼/碳纖維等熱固性復合材料制造。隨著風機葉片尺寸的不斷增大，熱固性復合材料在抗損傷性、抗沖擊性、減重和材料回收等方面已不能滿足現(xiàn)有的要求。近年來，熱塑性復合材料越來越受到航空航天和風力發(fā)電行業(yè)的關(guān)注。北京航空航天大學應用熱隔膜成型工藝，成功制得了單向預浸料C形件，并對不同溫度下的成型件進行相關(guān)性能的研究。針對葉片結(jié)構(gòu)復雜，使用性能

2、要求高，傳統(tǒng)的成型工藝難以生產(chǎn)高質(zhì)量的風機葉片。空客A400M軍用飛機機翼在生產(chǎn)過程中，采用碳纖維復合材料并成功應用隔膜成型技術(shù)，為風機葉片隔膜成型技術(shù)的實現(xiàn)提供很好的借鑒。
　　本文在閱讀大量文獻的基礎上，設計開發(fā)實驗規(guī)模的用于風力機葉片生產(chǎn)的隔膜成型系統(tǒng)，進行熱塑性復合材料和隔膜材料的選用，分析隔膜成型系統(tǒng)的工作原理，提出了隔膜成型面臨的關(guān)鍵技術(shù)難點。遵循結(jié)構(gòu)設計原理，確定隔膜成型設備主要外形尺寸和各部件的主要結(jié)構(gòu)設計參數(shù)，并

3、使用Pro/e三維建模軟件繪制各零部件的三維模型，完成主設備的裝配工作。在優(yōu)化系統(tǒng)部分，使用ANSYS有限元軟件分析隔膜成型過程的不同階段，進行了熱塑性復合材料非線性有限元分析、隔膜層壓板與模具的接觸分析以及成型件冷卻過程的溫度應力分析，通過應力應變云圖和關(guān)鍵點的分析，找出隔膜成型過程的薄弱環(huán)節(jié)，改進材料性能，優(yōu)化設備結(jié)構(gòu)。新型風力機葉片隔膜成型系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設計與有限元分析，為熱塑性復合材料風力機葉片的設計、生產(chǎn)提供了重要的理論基礎，具有