风力发电机叶片成型铺放装备设计开题报告
2020-04-12 15:52:41
1. 研究目的与意义(文献综述)
能源问题是现代人类社会发展亟待解决的问题之一。风能由于清洁、可再生等优势在世界各国受到广泛的关注,研制大功率风电机组,更加安全、高效地开发风电资源成为各国研究的热点课题。风力发电机叶片是风力发电系统的关键零部件,直接影响着整个系统的性能,因此,叶片的材料,设计和制造质量水平十分重要。
传统复合材料风力发电机叶片多采用手糊工艺制造,手糊工艺生产风机叶片主要存在的问题是产品质量主要取决于工人的操作熟练程度和环境条件,生产效率低,而且产品质量均匀性波动较大,产品的动静平衡保证性差,废品率较高。目前,国外的高质量复合材料风机叶片往往采用 rim、rtm、缠绕及预浸料/热压工艺制造。其中rim工艺投资较大,适宜中小尺寸风机叶片的大批量生产(gt;50,000片/年);rtm 工艺适宜中小尺寸风机叶片的中等批量生产(5,000-30,000 片/年);缠绕及预浸料/热压工艺适宜大型风机叶片批量生产。复合材料构件自动铺放技术是替代热压罐成形工艺过程中预浸料人工铺叠,提高质量和生产效率的重要手段。【1】根据预浸料形态,自动铺放可以分为自动铺带和自动铺丝两类,其中自动铺带主要用于小曲率构件的自动铺放,使用的预浸带较宽,铺放效率高。
波音公司、辛辛那提机械(cincinnatimachine)公司和氰特(cytec)工业公司于20世纪70年代中期联合研制自动铺带机。1983年第一台商用铺带机进入生产领域,现已发展到第三代自动铺带机,铺带时可自动加热,逐层压实,并带有激光控制铺带定位系统。【2】南京航空航天大学在2006年研制了自动铺带和纤维自动铺放原理样机,之后又发展了工程样机。中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所通过国际合作研制了复合材料自动铺带设备。【3】中国航空工业集团公司北京航空材料研究院在预浸料适宜性方面展开了研究工作,建立了预浸料黏性和可铺性的关系,并以战斗机和大型无人机的机翼为应用对象开展复合材料预浸料自动铺带技术研究,应用预浸料自动铺带技术制造了大型飞机和战斗机的符合材料构件。
2. 研究的基本内容与方案
2.1主要研究内容
1) 完成风力发电机叶片自动铺带机的总体设计方案,并对部件进行设计和选型,最后利用solidworks实现自动铺带机三维建模,完成装配图和零件图
3. 研究计划与安排
第1-2周:收集查阅与设计题目相关的资料,选定需要翻译的外文资料
第3-4周:初步拟定设计方案,完成开题报告,进行外文资料的翻译
第5-6周:完成风力发电机叶片成型铺放装备设计方案
4. 参考文献(12篇以上)
【1】赵秋晨.浅谈风力发电机叶片的设计制造工艺【j】.科技纵横,2010:180.
【2】邢丽英.先进树脂基复合材料自动化制造技术【m】.北京:航空工业出版社,2014.
【3】陈祥宝.先进复合材料技术导论【m】.北京:航空工业出版社,2017.