【摘 要】
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风机叶片是风电机组的动力源泉,是风电机组的基础和关键部件之一,叶片状态的好坏直接影响到整机的性能和发电效率,其良好的设计、可靠的质量和优越的性能是保证机组正常稳定
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风机叶片是风电机组的动力源泉,是风电机组的基础和关键部件之一,叶片状态的好坏直接影响到整机的性能和发电效率,其良好的设计、可靠的质量和优越的性能是保证机组正常稳定运行的决定因素.本文利用实验手段和有限元数值模拟方法对风电叶片用玻璃纤维增强复合材料(GFRP)的损伤与断裂力学性能研究进行了研究.利用SEM试验系统,对GFRP进行了单向载荷下的拉伸和压缩实验,研究了玻璃纤维增强环氧树脂复合材料在单向加载条件下的力学性能.通过对各组实验结果和数据的分析,获得了纤维复合材料强度、模量和损伤演化与主纤维方位角之间的关系.随着纤维倾斜角度的增大,纤维增强复合材料的峰值强度随纤维方位角呈先急剧减小后略有增加的U 型趋势.材料的模量也具有类似的变化趋势.通过拍摄的SEM图片,结合应力-应变曲线分析了纤维增强复合材料在单向载荷下的破坏过程及损伤演化规律.利用ABAQUS对GFRP中的纤维展布方向对复合材料弹性模量的影响进行了数值模拟研究,研究结果也实验结果吻合的较好,同样发现了材料模量随纤维方位角的U形变化趋势,即0°纤维增强效果最强,显示了最高的杨氏模量;当纤维角度介于60°时达到最低值;研究了基体内纤维体积含量对复合材料力学性能的影响,总结了纤维含量对复合材料性能的影响规律,结果表明,在纤维方向一致的情况下,纤维体积百分比与复合材料弹性模量的关系大致呈线性关系.
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