玻璃钢复合材料大型风力机的关键技术之一是复合材料叶片的研制,它涉及到空气动力学、结构动力学、结构试验、复合材料、工艺制造、模具装备等领域。技术难度较大。目前世界上绝大多数叶片采用玻璃钢/复合材料制造,主要考虑玻璃钢/复合材料有一些优点是其它材料所不具备的。
(1)它可根据风力机叶片的受力特点设计强度与刚度,利用纤维受力为主的理论,可把主要纤维安排在叶片的纵向,减少材料用量,减轻叶片的重量。
(2)容易成型。叶片具有复杂的气动外形,如用金属制造相当困难,而用复合材料制造则容易得多,模具制成后,可以进行批量生产。
(3)优良的力学性能。叶片使用寿命约20年,要求叶片具有良好的疲劳强度。玻璃钢的疲劳强度较高,缺口敏感性低,具有良好的疲劳性能。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。
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