風力機葉片用復合材料的拉伸及沖蝕磨損性能

董旭旭，李新梅，董蘭蘭，曹祥輝

(新疆大學機械工程學院， 烏魯木齊 830008)

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風力機葉片用復合材料的拉伸及沖蝕磨損性能

董旭旭，李新梅，董蘭蘭，曹祥輝

(新疆大學機械工程學院， 烏魯木齊 830008)

摘要：采用真空灌注成型工藝制備了風力機葉片用玻璃纖維增強樹脂基復合材料，研究了其顯微結構、拉伸性能以及在氣固兩相流下的沖蝕磨損性能。結果表明：復合材料的拉伸曲線呈Weibull分布，斷裂前無明顯的屈服現象；鋪設6層纖維織物復合材料的拉伸強度為456.87 MPa，12層的拉伸強度為646.69 MPa，其彈性模量均為4 720.36 MPa；復合材料沖蝕率分別隨沖蝕顆粒沖擊角和沖擊速度的增加而增大，隨著顆粒粒徑的增大成波動性下降。

關鍵詞：風力機葉片；復合材料；真空灌注成型；力學性能；沖蝕磨損

0引言

由于獨特的地理位置和地形地貌，我國的風能資源豐厚，居世界前列。風力發電因綠色、環保而得到了廣泛的關注。風力發電機組最關鍵、最核心的部件是風力機轉子葉片，其設計、質量和性能決定了風力發電機組的性能。因此，葉片的設計水平和制造質量被認為是風力發電機組的關鍵和核心技術[1-2]。風力發電機組在復雜而惡劣的環境下運行時，葉片所承受的載荷多為交變應力，同時高速風沙的沖蝕作用較強，導致其會過早失效。

目前商品化大型風力機葉片多采用玻璃纖維增強樹脂基復合材料，與其他材料相比具有比強度高、比模量高、耐疲勞性能好等優點，復合材料的研究和應用是風力機葉片材料發展的必然趨勢[3]。……