真空輔助成型工藝制作風機葉片工藝設計的充模模擬.pdf

1、真空輔助成型(Vacuum Assisted Resin Infusion,VARI)是一種新型的低成本、高性能復合材料成型技術。由于其成本低、制品性能好、環(huán)境友好等獨特的優(yōu)勢,已成功應用于風力發(fā)電機葉片制造領域。利用VARI工藝制造1.5MW風機葉片,由于葉片尺寸大,工藝復雜,影響因素多等特點造成重復生產葉片質量不穩(wěn)定,其中增強材料滲透率是影響充模模擬的主要因素之一。本文以優(yōu)化滲透率為核心,利用計算機輔助成型技術對40.3米風機葉片充

2、模過程進行模擬,模擬優(yōu)化的設計方案在指導實際生產過程中取得良好效果。
　　利用單向非飽和流動法分別測量了單向復合氈、雙軸向纖維布、多軸向纖維布、連續(xù)粘的滲透率。利用實驗測得的滲透率值進行充模模擬,得到了模擬過程中流動前鋒與充模時間的關系和實驗過程中樹脂流動前鋒與充模時間的關系之間的相對誤差,其中三軸向布和連續(xù)粘具有較大的耗時誤差。
　　將試錯法應用到充模模擬中,通過調整玻璃纖維布的滲透率,實現充模模擬時間與實驗時間相匹配,達

3、到了采用充模模擬的方法對滲透率值進行優(yōu)化的目的。
　　以優(yōu)化后的滲透率為基礎,計算風機葉片的根部、主梁、三明治夾心結構和葉片兩翼等各部位的等效滲透率,利用等效滲透率值進行整體機型的充模模擬,發(fā)現優(yōu)化滲透率值更貼近實際情況,為滲透率數據庫的建立提供了依據。
　　運用有限元/控制體積法模擬分析了1.5MW風機葉片真空輔助成型的過程,確定了根部工藝的最佳方案,比較了不同導膠管間距下的充模時間,獲得了不同時刻樹脂流動前沿位置和壓力分

4、布,得到根部設計方案為布置兩條間距為487mm的對稱管道。
　　根據制作大型葉片的VARI工藝參數,依據實驗和優(yōu)化得到的葉片各結構滲透率,結合根部流道布置方案,對五種風機葉片整體流道設計方案進行模擬得到最佳流道設計方案為根部布置間距為487mm的兩條管道,沿著葉片長度方向布置三條注射流道,注射口數量為19個,兩端抽氣,溢料口數量為14個進行充模成型。
　　根據充模模擬所得的最佳工藝設計方案,設計并生產了1.5MW風機葉片,實