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主题:2013年10月17日,北京国际风能暨展览会—风电技术论坛。国家玻璃钢制品质量监督检验中心张林文主任介绍:风电叶片用环氧结构胶疲劳性能研究。以下是全文:
张林文:大家上午好!给大家介绍一下关于风机疲劳性能测试的研究。主要做的是环氧结构胶的这种,对于叶片来说需要很多材料需要进行疲劳测试,在这儿仅仅以结构胶的疲劳测试为例。
汇报分四个方面的内容:
一、疲劳测试的目的
二、目前测试的现状
三、疲劳测试实验过程介绍
四、疲劳试验结论
一、疲劳测试目的:材料的规范、研究和开发、质量保证、结构设计和分析、材料认证需要。这是疲劳测试的目的,但是有一个原因,大家都知道我们国家风电叶片这几年发展的非常快,但是中间出了很多问题,为什么出现这些问题?我自己的观点可能不太成熟,可能是因为我们前期发展太快,关于材料各方面基础工作做的不够,其中就有关于疲劳性能的研究不足。因为叶片是在动态条件下进行的,但是我们目前国内的一些叶片使用的材料仅仅是一些静态的性能,没有考虑到所谓的疲劳性能。所以说就出现了很多问题。昨天也是一个风电公司,到我们那里去,交流一些问题。当时也是说叶片有断的等等这样的问题。归纳起来原因我认为就是没有对疲劳性能研究是有很大的原因的。
关于叶片材料疲劳测试有几类:第一个就是关于对树脂和纤维的测试。树脂和纤维是做叶片两个主要的材料,对它的疲劳测试是一种树脂配少一种纤维,做复合材料的测试。主要是拉伸疲劳和压压疲劳,弯曲少一些。第二类比较多的就是泡沫、清末,是小结构疲劳,一般采用弯曲疲劳测试。从国外了解来看,基本还不是所谓的采用国内的三点弯曲,是采用四点弯曲。据说这种弯曲考虑了一部分剪切的原因,所以说基本都是采用四点弯曲去做的。
第三类的材料做疲劳测试的就是结构胶,因为我们发现叶片出现问题、出现失效,很多都是粘接过程中开裂,出现问题。这本身是静态材料的性能才可以,或者说因为我们要求的时候,各个厂家的要求,对材料性能特点要求比较高。不管是强度还是能量要求都比较高。但是实际上往往忽视了材料的疲劳性能,所以这种粘接剂疲劳对整个叶片材料来说也是非常重要的。粘接剂疲劳厂家应该要补上这堂课,这种疲劳一般就是拉剪。
为什么要进行这种测试?意义是什么?我们前期发展太快,一些工作做的不够,需要补课,这是第一。第二,目前叶片大型化发展,它对设计过程中对材料的要求更高。再一个,以前叶片出现的问题,一般都是叶片要是20年的使用周期。但是从08年大规模发展到现在也就5年的时间,都会出现大量叶片非正常非寿命周期断裂或者其他的问题,肯定有多种多样的原因。
第三个是关于认证的需求。比如说GL认证、Aerodyn等。
第四个是关于对叶片性能全面的评价。因为真正的材料叶片做的好不好,能不能长期可靠的使用,更重要的是材料综合评价,而不是静态的。
所以说希望疲劳测试能引起大家的重视。
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