主題:2013年10月17日,北京國際風能暨展覽會—風電技術論壇。國家玻璃鋼制品質量監督檢驗中心張林文主任介紹:風電葉片用環氧結構膠疲勞性能研究。以下是全文:
張林文:大家上午好!給大家介紹一下關于風機疲勞性能測試的研究。主要做的是環氧結構膠的這種,對于葉片來說需要很多材料需要進行疲勞測試,在這兒僅僅以結構膠的疲勞測試為例。
匯報分四個方面的內容:
一、疲勞測試的目的
二、目前測試的現狀
三、疲勞測試實驗過程介紹
四、疲勞試驗結論
一、疲勞測試目的:材料的規范、研究和開發、質量保證、結構設計和分析、材料認證需要。這是疲勞測試的目的,但是有一個原因,大家都知道我們國家風電葉片這幾年發展的非常快,但是中間出了很多問題,為什么出現這些問題?我自己的觀點可能不太成熟,可能是因為我們前期發展太快,關于材料各方面基礎工作做的不夠,其中就有關于疲勞性能的研究不足。因為葉片是在動態條件下進行的,但是我們目前國內的一些葉片使用的材料僅僅是一些靜態的性能,沒有考慮到所謂的疲勞性能。所以說就出現了很多問題。昨天也是一個風電公司,到我們那里去,交流一些問題。當時也是說葉片有斷的等等這樣的問題。歸納起來原因我認為就是沒有對疲勞性能研究是有很大的原因的。
關于葉片材料疲勞測試有幾類:第一個就是關于對樹脂和纖維的測試。樹脂和纖維是做葉片兩個主要的材料,對它的疲勞測試是一種樹脂配少一種纖維,做復合材料的測試。主要是拉伸疲勞和壓壓疲勞,彎曲少一些。第二類比較多的就是泡沫、清末,是小結構疲勞,一般采用彎曲疲勞測試。從國外了解來看,基本還不是所謂的采用國內的三點彎曲,是采用四點彎曲。據說這種彎曲考慮了一部分剪切的原因,所以說基本都是采用四點彎曲去做的。
第三類的材料做疲勞測試的就是結構膠,因為我們發現葉片出現問題、出現失效,很多都是粘接過程中開裂,出現問題。這本身是靜態材料的性能才可以,或者說因為我們要求的時候,各個廠家的要求,對材料性能特點要求比較高。不管是強度還是能量要求都比較高。但是實際上往往忽視了材料的疲勞性能,所以這種粘接劑疲勞對整個葉片材料來說也是非常重要的。粘接劑疲勞廠家應該要補上這堂課,這種疲勞一般就是拉剪。
為什么要進行這種測試?意義是什么?我們前期發展太快,一些工作做的不夠,需要補課,這是第一。第二,目前葉片大型化發展,它對設計過程中對材料的要求更高。再一個,以前葉片出現的問題,一般都是葉片要是20年的使用周期。但是從08年大規模發展到現在也就5年的時間,都會出現大量葉片非正常非壽命周期斷裂或者其他的問題,肯定有多種多樣的原因。