第二章第二章叶片的生产技术第一节叶片的材料第二节叶片的生产准备第三节叶片的加工工艺方法第四节叶片的检查、验收与试验第一节叶片的材料一、叶片对材料的要求1)叶片材料选择应遵守的准则 具有最佳的疲劳强度和力学性能，能经受住极端恶劣条件和随机的负荷(如暴风等)的考验，确保安全运转20年以上静强度适当耐腐蚀、耐紫外线照射和抗雷击性能好，具有在所有环境下的可靠性密度小，重量轻成本(精确说为分摊到每度电的成本)低，维护费用低2)所选择的材料必须满足设计使用要求，并适合加工制造3)所选择材料的性能指标及化学成分应符合现行有效标准或其他有关技术条件要求第一节叶片的材料4)材料制造商应具备GB/T 190012008的质量认证体系，应提供材料的合格证和检验单5)材料应有使用说明书，并按其规定使用6)主要材料和用于重要零部件的材料，进厂后应进行性能复验，试验类型和范围按设计要求或有关规定进行7)不允许使用超期材料，除非经试验证明性能符合要求，并办理有关手续方可使用8)代用材料的性能指标及质量等级应与原使用材料相当二、复合材料(一)复合材料制品在设计与制造上有四大特点1)材料性能指标的自由设计性2)产品形体设计的自由性。
第一节叶片的材料3)材料与结构的一致性4)原材料和辅助材料选择与成型工艺选择的多样性二)复合材料的性能特点1.优点(1)耐疲劳性能好疲劳破坏是指材料在交变载荷作用下，由于材料微观裂纹的形成与扩展而造成的低应力破坏2)耐化学腐蚀性能好耐化学腐蚀性能主要由基体树脂决定3)减振性好复合材料中的纤维与树脂基体界面有吸振能力所以其振动阻尼甚高，可避免因振动而导致的破坏4)介电性能和绝缘性能好在高频下能保持良好的介电性能，不反射电磁波，能透过微波，隔声5)比强度高纤维增强塑料(FRP)的比强度高第一节叶片的材料表2-1几种常用材料与复合材料的比强度和比模量材 料 名 称密度/(g/c)抗拉强度/1MPa弹性模量/1MPa比强度/1cm比模量/1cm钢7810102059013027铝28461735017026钛459411118021025玻璃纤维增强复合材料201040392053021碳纤维/环氧树脂14514711373021碳纤维/环氧树脂161049235415第一节叶片的材料(6)破损安全性好纤维基体中有大量独立的纤维，每平方厘米上的纤维少则几千根，多则上万根7)热导率低、线膨胀系数小热导率低可用于隔热保温产品，线膨胀系数小利于制造尺寸精度要求高的产品。
8)成型工艺性优越复合材料的成型方法多种多样，因此可以根据成品的结构、生产数量、使用要求，灵活合理地选择原辅材料和成型工艺9)可制成透明及各种色彩的产品树脂本身基本是无色的，因此可制成透明的制品，若在树脂中添加与树脂相容的各种颜料，则可以在不影响产品性能的情况下，制作出具有各种靓丽色彩的产品2.缺点1)耐热性远低于金属第一节叶片的材料2)表面硬度低，易出现划伤痕迹，耐磨性差3)可以燃烧，虽然可以做到阻燃或自己熄灭，但燃烧时冒黑烟、有臭味4)玻璃纤维增强复合材料的弹性模量较低，只有钢的弹性模量的1/105)抗冲击、抗剪强度低，无屈服点，受力过程中可能产生分层6)产品质量一致性差，如手糊成型产品(采用玻璃丝布)的强度离散系数达0.060.17)存在老化问题8)生产需要注意安全防护9)工艺设计还不完全成熟三)决定复合材料性能的因素第一节叶片的材料1)基体材料树脂的性能2)增强材料纤维的性能3)复合材料中纤维与基体材料的体积百分含量4)复合材料中纤维的几何形状与取向第一节叶片的材料表2-2纤维增强复合材料的特性与其主要组分的关系力 学 特 性热、电特性化 学 特 性项目关联要素项目关联要素项目关联要素强度、弹性模量纤维特性热膨胀系数纤维特性耐药品性基材特性压缩、剪切纤维体积含量热导率纤维体积含量耐水性界面状况破坏韧性纤维取向热疲劳纤维取向耐氧化性纤维特性冲击基材特性电导率基材特性耐气候性浸渍覆盖工艺疲劳、蠕变界面状况振动衰减组织和空隙第一节叶片的材料三、复合材料产品的成型方法(一)树脂基复合材料成型三要素1.赋形2.浸渍3.固化图2-1成型要素与原材料的相互关系第一节叶片的材料(二)树脂基复合材料成型工艺分类1.对模成型(1)模压成型把片状或团状的模塑料的预成型件放入模具中，在一定温度和压力下成型。
2)树脂传递成型(RTM)先将增强材料(可用纤维原丝毡、织物或短切原丝复合毡、方格布等)预先铺覆在模具内，合模后把配有固化系统的树脂在一定压力下(可伴有真空辅助)流入模内，经固化后脱模3)注射成型使用注塑机成型，工艺与热塑性塑料注塑相同，只是材料为热固性树脂与短纤维的复合材料4)冷压成型使用压力机，不采用外加热，依靠复合材料在室温下自身放热固化第一节叶片的材料(5)结构反应注射成型本法与树脂传递成型(RTM)相似，但基体多采用聚氨酯，适用于韧性或弹性要求较高的高强度制品2.接触成型3.其他成型1)纤维缠绕法2)拉挤成型法3)连续板材成型法4)离心铸型法第一节叶片的材料表2-3复合材料常用成型工艺的特点比较特点工艺所用模具工艺方法成型温度/成型周期成型压力/MPa优点缺点手糊木模、玻璃钢模、石膏模、经抛光的钢板等在模具上用树脂和纤维铺糊25500424h0无尺寸限制；模具材料便宜需要熟练的操作技术，成型技术对制品影响大喷射木模、玻璃钢模、石膏模、经抛光的钢板等一边切断玻璃纤维，同时树脂一起喷到模具上25500424h0比手糊生产效率高；可实现现场施工；成型机比压力机便宜与手糊工艺类似第一节叶片的材料表2-3复合材料常用成型工艺的特点比较冷模压木模、用混凝土作衬里的玻璃钢模靠成型模自重或稍微加压的压制成型357010min2h05可获得两面光制品；适于中批量生产；模具费便宜；效率高模具消耗量大；模具重，操作不便各种袋压橡胶袋、聚乙烯醇袋、木模、玻璃钢模、铸造模在模具内铺层，用较厚的袋加压或减压的方法施加压力25400524h0105单面光洁，但外观良好；因气泡少，制品性能良好必须经常换袋子，生产效率低；欲得到良好制品，需要熟练技术；操作人员多第一节叶片的材料表2-3复合材料常用成型工艺的特点比较SMC/BMC热模压铸钢模、钢模用金属模具和压力机加温加压成型100150110minSMC320BMC1814适于大批量生产；质量一致性好；可成型复杂形状；产品两面光洁；操作技术要求不高设备价格高；立面深的大型产品要大容量昂贵压力机；需注意材料保管；BMC制件强度低纤维缠绕铝、低熔点合金、腊模、木模、石膏模使粗纱通过树脂槽浸渍，然后缠绕在模芯上251200530kg/h取决于缠绕力纤维强度得以充分实现；能实现机械化成型设备十分昂贵；产品对象仅限于旋转体第一节叶片的材料表2-3复合材料常用成型工艺的特点比较连续成型铸钢模、钢模使粗纱浸渍树脂，然后通过模具加热固化8013025/min00302生产效率高；产品质量均一；可获得无限长的产品设备昂贵；需使用特殊类型树脂；复杂产品成型困难RTM铸铝模、玻璃钢模等在装入增强纤维的封闭模具中，压入树脂，常温固化201002090min012比手糊生产性好；模具寿命长；产品两面光洁必须修理；比金属对模的生产性差第一节叶片的材料表2-4各种成型方法与成型三要素及生产要素的关系影响因素成型方法赋形浸渍固化生 产 要 素条件成型法人力机械预浸渍层状浸渍整体浸渍常温加热间歇式连续式与浸渍同时与浸渍同时预成型开放式密闭式第一节叶片的材料表2-4各种成型方法与成型三要素及生产要素的关系手糊单件少量喷射少量中量冷压中量第一节叶片的材料表2-4各种成型方法与成型三要素及生产要素的关系少量中量金属对模预成型中量大量SMC大量BMC大量第一节叶片的材料表2-4各种成型方法与成型三要素及生产要素的关系袋压法单件少量拉挤法中量大量纤维缠绕法单件少量大量第一节叶片的材料表2-4各种成型方法与成型三要素及生产要素的关系连续制板法大量离心法中量旋转法中量第一节叶片的材料四、增强材料1)纤维表面必须进行保护或附着增强型涂层，并且要适用于使用的树脂。
2)增强纤维应使用E-玻璃纤维、R或S-玻璃纤维、碳纤维，不得使用其他类型的纤维3)纤维及其制品的牌号、性能、规格应符合现行国家标准或行业标准4)性能试验按国家相关标准进行五、树脂(一)树脂在复合材料中的主要功能1)固定纤维的位置2)承受应力并将应力传递给纤维，由纤维承受负荷第一节叶片的材料3)决定复合材料的热、电、化学性能4)调整材料的制造工艺性能二)树脂的特性要求1.粘结性能2.耐化学腐蚀性3.力学性能图2-2理想树脂系统的应力应变曲线第一节叶片的材料图2-3几种纤维的自身失效应变4.耐热性5.韧性第一节叶片的材料6.耐气候性7.耐燃性8.满足复合材料制造工艺的要求(1)储存期树脂是高分子聚合物，与其他化学制品一样有保质期2)溶(熔)时的流动性树脂应具有良好的流动性，粘度是决定流动性的关键因素，是复合材料加工工艺所必需的条件3)固(硬)化条件固(硬)化条件主要是指固(硬)化温度和时间4)挥发性挥发性直接影响树脂的流动性，也就影响到施工的工艺性5)对人的安全性安全性是关系到人的生命安全的大问题，必须重视复合材料的加工注意对环境的改善三)树脂的类型第一节叶片的材料1.热塑性树脂2.热固性树脂第一节叶片的材料表2-5常用树脂的特点树 脂 类 型优点缺点环氧树脂固化收缩率低、化学稳定性优异、电性能良好、耐热性好、复合性能好固化周期长、皮肤易过敏，在较高温度下固化才能获得较好的性能不饱和聚酯树脂种类多、使用方便、化学稳定性好、复合性能好、室温或加热都可固化苯乙烯具有挥发性且易燃，固化时产生收缩、易燃乙烯基酯树脂抗疲劳性能优异、复合性能优良、化学稳定性优异苯乙烯挥发、固化收缩、易燃第一节叶片的材料(四)风力发电机组叶片制造树脂的选用1)根据用途和要求，可区分为层压树脂和胶衣树脂，若要两种树脂混合在一起或配套使用，必须证明两种树脂相容或两种树脂结构相同。
2)胶衣树脂在固化条件下，应具有较好的防潮性和防紫外线辐射及其他有害环境影响的性能，并且应具有良好的耐磨性、低吸水性和高弹性，胶衣树脂中只允许添加触变剂、颜料和固化剂3)层压树脂在铺层时应有良好的浸渍性能，在固化状态时有好的防潮性和防老化性能4)树脂的所有添加物如固化剂、促进剂、催化剂、填料和颜料，要与树脂相协调，并且彼此之间要兼容，保证树脂完全固化第一节叶片的材料5)填料不得影响树脂的主要性能，填料的类型和添加总量可经过试验确定，在树脂中填料的比例不超过重量的12(包括最多1.5的触变剂)，触变剂的比例在胶衣树脂中不超过重量的36)颜料应不受气候影响，可由无机或不褪色的有机染料物质组成，颜色由用户决定，添加比例按制造商规定，否则按重量的5来添加7)树脂、固化剂、催化剂、促进剂应根据制造商的工艺说明书使用，通常应选择冷固化系统，即在1625的温度范围内达到良好固化8)树脂及所有添加物的牌号、规格、性能应符合现行国家标准或有关行业标准9)性能试验应按国家相关标准进行第一节叶片的材料六、叶片的辅助材料(一)芯材1)芯材要满足使用要求，且不影响树脂的固化2)金属材料局部加强件要仔细清洗、去油脂、喷砂或用其他方法得到合适的表面状态，以便达到最佳连接。
3)硬质泡沫塑料可以作为芯材，使用的泡沫塑料应为闭孔结构4)轻质木材可以作为芯材，在使用前必须进行灭菌和杀虫处理，并进行热处理及烘干处理，平均水分含量应不大于12二)预浸料(三)胶粘剂1)胶粘剂只允许使用无溶剂胶粘剂，一般使用双组分反应型胶粘剂第一节叶片的材料2)胶粘剂不得降解被粘材料，并能保证叶片的结构性能四)玻璃纤维增强塑料层板的性能要求1.玻璃纤维增强塑料层板性能应满足的要求1)树脂含量(重量)应满足要求2)固化程度：环氧90，聚酯853)密度：1.71.9g/cm32.单向纤维。