《热塑性复合风力涡轮机叶片的熔接:剪切粘结特性》

  • 来源专题:可再生能源
  • 编译者: pengh
  • 发布时间:2019-03-25
  • 风力涡轮机叶片通常是由一小部分用粘合剂粘合在一起的部件制造的。在风力机的使用寿命中,不同环境条件下的静载荷和疲劳载荷会导致粘接接头的开裂和/或脱粘,最终导致叶片结构的倒塌。本工作的目的是研究热塑性树脂制造的风力涡轮机叶片的融合连接。风力涡轮机叶片用热塑性树脂可以减少制造过程中的循环时间和能源消耗,并有利于使用寿命的回收和现场制造。此外,这些材料的融合连接可以取代粘合剂,从而使叶片更加坚固。研究表明,与典型的风力机叶片粘结剂相比,熔焊提高了静强度和疲劳抗剪强度。这一初步的couton -scale研究表明,有潜力开发全尺寸风力涡轮机叶片的熔焊技术。

    ——文章发布于2019年9月

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    • 编译者:pengh
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    • 研究了无源气动弹性剪裁的概念,以最大限度地提取在均匀流场中旋转的NREL 5 mw风力涡轮叶片的功率,其中一个具有周期边界条件的单叶片模拟了一个三叶风力涡轮转子。变角丝束复合材料模拟了变截面风力涡轮叶片的设计,实现了气动载荷作用下的弯扭耦合变形。采用约束优化算法,只改变复合材料纤维沿叶跨的角度,确定从切入到额定风速四种均匀入流条件下复合材料纤维的最优分布。计算流体动力学求解器CRUNCH CFD®和商用有限元分析求解器Abaqus分别计算叶片的静气动载荷和结构变形,直至达到气动弹性收敛。计算得到的气动弹性公式预测,当叶片在接近切入风速时优化,涡轮功率提取最多可增加14%,在额定风速时优化可增加7%。利用在离散风速下的优化结果,评估了两种桨叶设计策略,以确定在运行风速范围内最大限度地提高功率输出的桨叶的单一复合铺层。 ——文章发布于2019年8月
  • 《热塑性复合材料风轮机叶片的结构验证与热固性复合材料叶片的比较》

    • 来源专题:可再生能源
    • 编译者:pengh
    • 发布时间:2020-10-30
    • 反应不塑性热塑性塑料在风力涡轮机叶片复合材料中具有潜在的优势,因为它们在使用寿命结束时可回收利用,可以降低制造成本,实现热连接,并且与传统的热固性环氧树脂复合材料具有相似的、甚至在某些情况下更好的结构性能。然而,这些材料对风能行业来说是新材料,投资于尚未在叶片规模上得到验证的材料是有风险的。如果没有在成本和/或性能方面的系统级优势的大规模验证和演示,工业无法采用这样的新材料。本文介绍了13米热塑性复合材料风轮机叶片的结构特征,并与相同几何形状的热固性环氧树脂叶片进行了比较。对比结果表明,两种叶片的平展结构静性能和疲劳性能相似,但热塑性复合材料叶片比环氧树脂叶片具有更高的阻尼,这可能导致运行载荷的降低。