通過風(fēng)電葉片單向和多向復(fù)合材料拉伸力學(xué)性能實驗,結(jié)合聲發(fā)射技術(shù),研究復(fù)合材料損傷演化特性及纖維預(yù)斷缺陷對復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。復(fù)合材料單向和加卸載拉伸實驗時,采用聲發(fā)射實時監(jiān)測整個損傷破壞過程,獲取復(fù)合材料試件的拉伸力學(xué)性能、損傷破壞特征及相應(yīng)的聲發(fā)射響應(yīng)特征。結(jié)果表明:由于纖維預(yù)斷缺陷的存在,單向復(fù)合材料加載到約30%破壞載荷時,缺陷位置及相鄰區(qū)域的基體和界面開始出現(xiàn)明顯損傷;加載到約60%破壞載荷時,含缺陷層和相鄰的層出現(xiàn)明顯的層間剪切破壞,導(dǎo)致剛度的急劇縮減,聲發(fā)射撞擊累積數(shù)明顯高于無缺陷試件。含纖維預(yù)斷多向復(fù)合材料加載到約60%破壞載荷時,纖維預(yù)斷處樹脂基體出現(xiàn)明顯損傷;隨相對應(yīng)力水平的提高,多向復(fù)合材料的Felicitv比下降較為平緩。
玻璃纖維增強復(fù)合材料以優(yōu)異的比強度、比模量和抗疲勞性能,成為風(fēng)電葉片最常用的材料。作為風(fēng)電機組重要的部件,風(fēng)電葉片造價占整機的20%以上,其良好的設(shè)計、可靠的質(zhì)量是決定風(fēng)電機組性能優(yōu)劣的關(guān)鍵口]。受制造工藝隨機因素影響,風(fēng)電葉片復(fù)合材料難免會產(chǎn)生纖維斷裂、缺膠和分層等結(jié)構(gòu)缺陷,這些缺陷在實際靜/動載荷、疲勞等條件作用下,將加劇風(fēng)電葉片結(jié)構(gòu)損傷的產(chǎn)生、擴展與積累,最終導(dǎo)致其失穩(wěn)破壞。為此,風(fēng)電葉片復(fù)合材料結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制對確保風(fēng)電葉片長期可靠運行具有重要作用。
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