风电叶片用双酚A型及双酚AF型环氧树脂复合材料性能研究(2)

2018-11-22 18:33

铺层复合材料进行Ansys有限元分析,结果如图4所示。0o方向的拉伸模量比为单轴: (0,90o)双轴: (0,±45o)三轴=1: 0.62: 0.72,分析结果与实际测量值1: 0.65: 0.73吻合,通过有限元分析可基本确定材料体系,不同结构铺层复合材料的力学性能。

图4:层合板应力云图(A)未去除应力集中,(B)去除应力集中 Fig.4 The stress cloud chart of the composites(A)unremoved the stress concentration,(B)removed

the stress concentration

2.5复合材料疲劳性能

对复合材料进行疲劳性能实验,测试层合板的疲劳寿命,图5展示了实验情况,表3为疲劳性能测试结果。从结果可以看出,在应力水平为极限强度的45%和40%时,双酚A/ F型环氧树脂与双酚A型环氧树脂比较明显具有更优的疲劳寿命,在应力水平为极限强度的35%时,两种材料体系疲劳寿命大体相当,总体来说,双酚A/ F型环氧树脂的疲劳性能更好。

图5:复合材料疲劳实验照片

Fig.5 The fatigue experiment of the composites

表3双酚A型及双酚A/ F型环氧树脂材料的疲劳性能

Tab.3 The fatigue properties of Bisphenol A and Bisphenol A/F epoxy resin

应力水平45%疲劳寿命 (载荷频率5Hz) 应力水平40%疲劳寿命 (载荷频率10Hz) 应力水平35%疲劳寿命 (载荷频率15Hz)

双酚A型环氧树脂

4860 9741 34878

双酚A/ F型环氧树脂

6789 18852 33684

3.结论

(1)研究的双酚A型及双酚A/ F型风电叶片用环氧树脂材料体系,具有优异的力学性能,双酚A/ F型环氧树脂与双酚A型环氧树脂比较,材料具有更佳的韧性,提高了冲击及疲劳性能。

(2)通过对三种不同铺层复合材料体系的拉伸模量进行Ansys有限元分析,分析结果与实际测量情况吻合,通过有限元分析可基本确定材料体系,不同结构铺层复合材料的力学性能。 参考文献:

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