風(fēng)電葉片用單軸向經(jīng)編針織物干態(tài)壓縮特性研究.pdf

1、風(fēng)電葉片主梁帽主要采用玻璃纖維復(fù)合材料，復(fù)合材料所用增強(qiáng)體為單軸向經(jīng)編針織物，由于采用真空導(dǎo)入成型工藝，通常所成型的復(fù)合材料厚度有一定的差異。為了更好地控制工藝，保障復(fù)合材料風(fēng)電葉片主梁帽的性能，實(shí)際生產(chǎn)中非常希望能較為準(zhǔn)確地控制和預(yù)測(cè)單軸向經(jīng)編針織物經(jīng)真空導(dǎo)入成型工藝所制得復(fù)合材料的厚度。而復(fù)合材料最終厚度與其增強(qiáng)材料在干態(tài)下的壓縮特性有著重要的關(guān)系。
　　本文采用了生產(chǎn)中常用的四種單軸向經(jīng)編針織玻纖織物，在真空袋壓縮工藝條件下

2、，分別研究了壓強(qiáng)、鋪層層數(shù)、循環(huán)加載數(shù)、保壓時(shí)間對(duì)單軸向經(jīng)編針織物干態(tài)壓縮特性的影響。最后，利用樹(shù)脂將不同壓縮階段中織物的幾何形態(tài)進(jìn)行固定，分析了織物在壓縮過(guò)程中的微觀形態(tài)。
　　論文首先采用剛性平板和真空袋分別進(jìn)行織物壓縮實(shí)驗(yàn)，分析了兩種壓縮方法與真實(shí)工藝條件的差異，通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，分別從壓縮過(guò)程中受力情況及壓縮過(guò)程中厚度變化趨勢(shì)兩個(gè)方面解釋了常見(jiàn)的兩種工藝條件的差異。在分析比較的基礎(chǔ)上，選用了真空袋工藝進(jìn)行后續(xù)的實(shí)驗(yàn)。

3、>　　為了能夠更好地評(píng)價(jià)單軸向經(jīng)編針織物的干態(tài)壓縮特性，本文采用了纖維體積分?jǐn)?shù)、平均單層厚度和織物的壓縮率來(lái)表征織物整體壓縮特性，同時(shí)，在壓縮過(guò)程中，還定義了不同壓縮階段的臨界點(diǎn)、壓縮初始角等參數(shù)來(lái)表示預(yù)成型體壓縮的難易程度。
　　本文采用相同鋪層角度和相同鋪層層數(shù)的四種單向玻纖織物,分析了在不同壓強(qiáng)下織物厚度的變化情況；研究了1、4、8、12和20層不同鋪層層數(shù)對(duì)織物干態(tài)壓縮特性的影響，發(fā)現(xiàn)隨著鋪層層數(shù)的增加，織物的纖維體積分?jǐn)?shù)

4、逐漸增加，平均單層厚度逐漸減小，當(dāng)鋪層層數(shù)達(dá)到4層時(shí)織物的纖維體積分?jǐn)?shù)和平均單層厚度開(kāi)始趨于穩(wěn)定狀態(tài)；采用對(duì)單向玻纖織物進(jìn)行1、2、3、5和10次不同的循環(huán)加載次數(shù)來(lái)研究加載循環(huán)過(guò)程中織物的厚度變化情況，發(fā)現(xiàn)增加循環(huán)加載次數(shù)可以提高織物的纖維體積分?jǐn)?shù)，降低織物的平均單層厚度；將其保壓時(shí)間分別設(shè)置為0、2、5、10和20分鐘，分析了織物厚度隨保壓時(shí)間的變化，發(fā)現(xiàn)隨著保壓時(shí)間的增加，織物的纖維體積分?jǐn)?shù)逐漸增加，平均單層厚度逐漸減小，保壓時(shí)間

5、達(dá)到10分鐘時(shí)，織物的平均單層厚度趨于穩(wěn)定。
　　為了更加直觀地研究預(yù)成型體在被壓縮過(guò)程中的變形情況，本文采用浸漬樹(shù)脂后進(jìn)行固定的方法，獲得預(yù)成型體在隨壓強(qiáng)變化過(guò)程中，不同壓強(qiáng)下的橫截面的照片，總結(jié)了橫截面中紗束形狀、紗束長(zhǎng)度、紗束厚度及空隙面積的變化規(guī)律。從而為更直觀地分析織物壓縮變形過(guò)程提供了統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。研究發(fā)現(xiàn)，紗束形狀隨著壓強(qiáng)的增大變化趨勢(shì)為半橢圓形-跑道形-矩形；紗束長(zhǎng)度隨壓強(qiáng)的增大變化不大；紗束厚度和紗束間空隙面積隨