风电叶片真空辅助成型工艺参数模拟研究开题报告
2020-04-23 19:54:27
1. 研究目的与意义(文献综述)
风能发电是最干净和最可行的环保发电方法。近年来,随着国家对环境问题的日益重视,风力发电也受到了很大范围内的关注。风力发电离不开风力发电机组,风机叶片作为风力发电机组最为核心的部件,也就成为了风力发电行业的研究热点。不同功率的风力发电机组叶片,由于其外形和尺寸会有很大的差异,所以需要对风机叶片的外形进行特定的设计,其制造质量以及各个方面的性能,决定着风力发电机组能否正常运行,也是风力发电机组获得较高风能利用率的前提。伴随着风电产业的不断发展,复合材料风机叶片的成型工艺也得到了显著提升,已由最初的手糊工艺、机械浸渍工艺向着rtm(树脂传递模塑工艺)发展,再到近年来得到迅猛发展并得以广泛应用的vari(真空辅助成型工艺)。一般现代的风电叶片是以多种纤维以及环氧树脂为原料,采用真空辅助成型技术(vacuum assisted resin infusion,vari)制得。在国外,vari工艺已经相当成熟,被认为是制造大型、加筋及层合结构、异型复合材料构件的首选工艺。最近几年,我国vari工艺技术发展得到了突飞猛进的发展,在追求低成本制造大尺寸异型复合材料构件制造领域运用得越来越广泛,在复合材料行业受欢迎程度越来越高,成为了大型风机叶片制备的首选。
近年,计算机数值仿真技术发展得十分迅速,并逐渐开始被应用于复合材料行业,但是针对vari成型工艺的模拟研究较少,尤其是对风机叶片叶根vari工艺的模拟仿真几乎没有。国内外的研究内容重点在于复合材料液体成型技术,主要包括纤维织物渗透率研究、工艺参数优化(注射压力、注射方式、溢料口位置等)以及边缘效应对树脂流动行为的影响。
国外有大量针对复合材料液态成型技术(lcm)的模拟仿真研究,大致都是通过建立相应的数学模型和模拟仿真相结合的方式,讨论复合材料成型过程中树脂的渗透、边缘效应和剪切效应对充模过程的影响。国内对复合材料成型工艺的模拟仿真虽起步较晚,但今年来随着复合材料成型技术的迅猛发展,对复合材料成型工艺的模拟仿真也取得较大的突破。
2. 研究的基本内容与方案
一、树脂粘流性能研究:
实验材料:swancor 2511-1a型环氧树脂;固化剂为swancor 2511-1bs,成分为胺类。
实验仪器:高温高压流变仪。
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。
第4-7周:按照设计方案,完成不同树脂的粘度及纤维织物的渗透率测试。
第8-10周:完成树脂灌注成型工艺仿真与结果分析。
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 翟保利, 钟连兵. 数值模拟在叶根灌注工艺中的应用[j]. 玻璃钢/复合材料, 2014(11):54-57.
[2] 彭家顺, 高建勋. 叶片真空灌注工艺管路布置以及孔隙的形成[c]// 聚合物基复合材料技术研讨会. 2009:98-100.
[3] 武佳男, 倪爱清, 张盛,等. 真空辅助成型工艺环氧树脂体系化学流变特性研究[j]. 玻璃钢/复合材料, 2016(11):32-38.