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针对现有胶黏蜂窝玻璃钢板制备工艺复杂,难以工业化生产缺点,创新性提出一种新结构蜂窝板—π型结构蜂窝玻璃钢板。应用坐标矢量变换与数值计算结合方法对蜂窝板力学性能进行研究,并应用试验方法验证方法可信性。风力机叶片横截面整体及外轮廓蒙皮结构与蜂窝板构成类同,本文中在蜂窝板静力学性能试验与有限元计算研究基础上,对蜂窝板被应用于风力机叶片进行研究,得到如下结论:1.对于单向玻璃纤维增强树脂薄板沿着纤维轴向拉伸,纤维两端界面出现应力集中现象;随着纤维在树脂中埋深长度增加,纤维界面两端应力集中减弱,纤维界面应力沿其轴向趋于均匀化分布。纤维与树脂界面黏结强度对纤维界面应力分布方式具有重要影响。薄板9个弹性力学参数为:E1=64.27GPa, E2=E3=10.3GPa v12=v13=0.224, V23=0.092,G12=G13=5.14GPa,G23=4.02GPa。2.等腰梯形蜂窝芯玻璃钢夹芯板平压变形可分弹性变形与断裂两个阶段。蜂窝芯中part2胞壁厚度t1与part2高度h比值t1/h较大时,蜂窝板以屈服方式变形;比值t1/h较小时,蜂窝板以屈曲方式变形。蜂窝芯中part2为蜂窝板主要的承载构件,蜂窝芯中part1与part3对part2起到固支作用,面板对蜂窝芯起到固支作用。因此,蜂窝芯中part2胞壁厚度为蜂窝板抗压强度影响主要因素,蜂窝芯胞壁边长影响次之,而蜂窝芯中part1、part3与面板厚度影响较小。其他条件一定,随着蜂窝芯层数增加,蜂窝板抗压强度增大。3.等腰梯形蜂窝芯玻璃钢夹芯板侧压破坏方式主要有面板折断、蜂窝板屈曲失稳及面板与蜂窝芯脱粘三种。面板为蜂窝板侧压主要承载构件,蜂窝芯对面板起到固支作用。因此,面板结构与本体材料参数为面板折断抗压强度与蜂窝板屈曲失稳承载应力影响主要因素,蜂窝芯结构与本体材料参数对面板折断抗压强度影响微弱,而个别蜂窝芯结构参数对蜂窝板屈曲失稳承载应力影响显著。其他条件一定,随着蜂窝芯胞体单元数量增加,面板折断抗压强度与蜂窝板屈曲失稳承载应力增大。4.等腰梯形蜂窝芯玻璃钢夹芯板三点弯曲破坏方式主要为蜂窝板屈曲失稳及面板与蜂窝芯脱粘两种。上面板与下面板各自最容易屈曲失稳与界面脱粘位置,具有异步性与分离性。加载面的面板易于发生屈曲失稳,而支撑面的面板与蜂窝芯粘结界面易于发生脱粘。面板与蜂窝芯性能之间平衡性对蜂窝板以何种方式破坏具有重要影响,加强蜂窝芯性能而减弱面板性能,有助于面板与蜂窝芯脱粘破坏转化为蜂窝板屈曲失稳破坏。面板为蜂窝板屈曲失稳主要承载构件,蜂窝芯对面板起到固支作用。因此,面板结构与本体材料参数为蜂窝板屈曲失稳承载应力影响主要因素,蜂窝芯结构与本体材料参数对蜂窝板屈曲失稳承载应力影响相对较弱。其他条件一定时,随着蜂窝芯层数增加,蜂窝板屈曲失稳承载应力增大。最外层面板相对于内层面板,对多层等腰梯形蜂窝芯玻璃钢夹芯板屈曲失稳承载应力具有更高的敏感度。改善面板与蜂窝芯粘结强度能够显著提高蜂窝板疲劳寿命。5.实际工程应用中,两方程标准k-ε与标准k-w湍流模型能够为风力机叶片流体-固体耦合分析,提供可靠流体压力外载荷。叶片分段位置应该杜绝在其2/3位置与中间位置,应该选择在其1/3偏下位置打断。叶片分段位置单向玻璃纤维与树脂界面应该特别处理,促使纤维界面径向正应力为压应力,避免纤维与树脂界面易于发生脱粘破坏,继而提升叶片分段位置机械连接强度。梁帽为叶片主要承载构件,主要承载沿着叶片轴线方向剪切力。腹板主要对梁帽起到固支的作用,约束梁帽沿着叶片轴线方向的位移作用最强,其次为约束梁帽法向位移,最后为约束梁帽横向位移。叶片分段位置应该选取梁帽作为机械连接设计主要对象,重点突破梁帽沿着叶片轴线方向机械连接性能设计,切不可选取腹板作为机械连接设计主要对象。但可以选取叶片分段位置腹板作为机械连接设计辅助对象,对其做增强梁帽固支性能设计,加强梁帽的承载能力,从而提升叶片分段位置梁帽机械连接设计安全性。对叶片分段位置腹板对梁帽固支设计应遵循如下原则,首选加强梁帽沿着叶片轴线方向位移约束设计,其次约束梁帽法向设计,最后约束梁帽横向设计。同时,前缘加强层与后缘加强层承载部分载荷,可以选取其作为叶片分段位置机械连接设计辅助对象,重点加强其沿着叶片轴线方向机械连接性能设计。本文创新性主要体现为针对黏结蜂窝玻璃钢板制备工艺复杂,难以工业化生产缺点,创新性提出π型结构蜂窝玻璃钢板,应用新颖的坐标矢量变换与数值计算结合方法对其力学性能进行研究。针对风力机叶片横截面整体及外轮廓蒙皮结构与蜂窝板构成类同特点,在蜂窝板力学性能研究基础上,对叶片分段及蒙皮使用蜂窝板减重设计进行研究。