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大型风力机叶片大多采用玻璃纤维板材及制品
发布时间 : 2017-04-18 15:33 浏览量 : 3135

目前商品化的大型风力机叶片大多采用玻璃纤维板材及制品,对于长度超过40m叶片,有采用碳/玻混杂复合材料,由于碳纤维的价格,未能推广。世界最大的风力机叶片公司LM公司的专家认为,目前40m以上的大型叶片也可采用玻纤增强复合材料,而不必用碳纤维。估计今后一段时间内,玻璃钢复合材料仍将是大型风力机叶片的主要材料。玻璃钢复合材料叶片的特点:


风力机叶片多采用玻璃纤维板制品


1.可根据风力机叶片的受力特点设计强度与刚度风力机叶片主要是纵向受力,即气动弯曲和离心力,气动弯曲荷载比离心力大得多,由剪切与扭转产生的剪应力不大。玻璃钢是由玻璃纤维与树脂基体组成的,它不是单纯的材料,而是一种结构。玻璃纤维的强度很高,平均拉伸应力可达1600MPa,组成的单向玻璃钢的平均强度可达1000MPa,强度重量比超过钢和铝。利用纤维受力为主的受力理论,可把主要纤维安排在叶片的纵向,这样就可把叶片设计得比铝叶片还轻,减轻叶片的重量,重量的减轻反过来可降低叶片的离心力及重力引起的疲劳荷载。

2.容易成型,易于达到最大气动效率的翼型

为了达到最佳气动效果,叶片具有复杂的气动外形。在风轮的不同半径处,叶片的弦长、厚度、扭角和翼型都是不同的。如用金属制造就很困难。而用玻璃钢制造则容易得多,模具制成后,可以进行批量生产。


玻璃纤维板制品生产的风力机叶片产品


3.优良的力学性能

叶片使用寿命20年,要经受108次以上疲劳交变。因此,在考虑叶片的材料时,要考虑材料的疲劳性能。玻璃钢的疲劳强度较高,缺口敏感性低,它的疲劳破坏有一个较长的开裂过程。不像金属那样,当出现初始裂纹后可在较短时间内破坏,玻璃钢在产生初始裂纹后,还能工作相当长一段时间。此外,玻璃钢的内阻尼大,抗震性能较好。

4.耐腐蚀性好

风力机安装在外,近年来又大力发展离岸风电场,风力机安装在海上,风力机组及叶片要受到各种气候环境的影响,要具有耐酸、碱、水、汽的性能。而玻璃钢复合材料具有这种优良的性能,能在这种恶劣环境下较长时间的工作。


玻璃纤维的含量对尼龙1010性能的影响


本文由丰瑞谱玻璃纤维制品厂编辑整理。

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