复合材料风机叶片发展现状及成型工艺进展

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2023年国内风机叶片行业市场发展分析

2023年国内风机叶片行业市场发展分析
叶片结构的优化设计是提高风机叶片性能的重要途径。通过模拟分析和实验研究,可以对叶片的气动特性和结构强度进行综合优 化,使其在不同风速和风向下都能保持较高的转换效率和稳定性。同时,采用分段式设计和非线性变截面等创新结构形式,可以 使风机叶片更加适应复杂的工况和环境条件。
3. 风机叶片智能化
随着智能科技的发展,风机叶片也逐渐智能化。传感器、控制器和通讯技术的引入,使得叶片能够实时获取风速、风向等环境信 息,并根据情况自主调节叶片角度和活动位置,以更好地适应风能资源的变化。智能化的叶片还可以通过自我诊断和预警功能, 实现对叶片健康状况的监测和管理,提高风机的可靠性和维护效率。
Upgrading of domestic fan blade technology
市场需求驱动技术升级
1. 市场需求的增长
目前,国内风机叶片行业市场呈现出强劲的增长势头。根据数据显示,中国风电行业增 长迅猛,每年新增装机容量超过10GW,预计到2025年,总装机容量将超过三百万千瓦。 这将为风机叶片行业提供巨大的市场需求,推动其持续发展。
2. 技术升级的驱动力
市场需求的持续增长促使风机叶片行业进行技术升级。目前,随着风力发电技术的不断 成熟,对风机叶片的性能要求也在不断提高。例如,目前市场上的大型风机叶片长度已 经超过70米,相比于过去的叶片长度,增长了近一倍。这就需要风机叶片行业不断提高 制造工艺和材料技术,以满足更长叶片的需求。
3. 政策支持
政府逐渐增加对新能源产业的支持力度,特别是风能行业。国内政策鼓励风机叶片产业的发展,通过减少税收、提供补贴等手段,进一步推动行 业的发展。
4. 国内市场需求
随着环保意识的提高和能源结构调整的推进,国内对风能的需求不断增长。据统计,2019年国内风机装机容量达到xx万千瓦,预计到2025年将 增长至xx万千瓦。

我国风电叶片市场发展态势分析

我国风电叶片市场发展态势分析

我国风电叶片市场发展态势分析
我国风电叶片市场运行综况
1、风电叶片材料技术趋于多样化
在我国风电起步时,欧洲有两家设计公司进入我国风电设计市场,根据国内陆上风场的现状,超长预弯形叶片成为发展主流。

之后,沈阳大学风机所、解放军空气动力中心、中科宇能等积极参与了叶片设计市场。

在高性能玻璃纤维开发中,OCV 公司为我国风电叶片不仅提供了高强高模量玻璃纤维,而且在一体化材料设计服务中,引领了我国叶片市场。

国内三大玻纤--- 重庆国际、山东泰山、巨石玻纤等也研发了高性能玻纤,常州宏发纵横还在碳纤维预浸料方面投入研发,以适应叶片市场的创新需求。

中投顾问发布的《2016-2020 年中国风电叶片市场投资分析及前景预测报告》资料显示:我国风电行业起步于上世纪80 年代,叶片的发展经历了一个从无到有、由引进到自主研发的过程,叶片材料技术从单一趋向多样化、复杂化。

近些年来,大型风机的叶片基本上由各种复合材料制成。

我国风电行业已初步形成设计、制造、选材、装备、标准、检测、认证等一体化,在开发大型海上风电叶片和陆上低风速高强度预弯型大型叶片方面取得了较大进展和技术突破。

到2014 年底,我国累计风电装机量已近1 亿千瓦,按每台风机2.5 兆瓦测算,国内现有约3.6 万多台风机,而按每台风机用复合材料(包括叶
片、机仓罩等)总量28 吨计算,共约用复合材料100 多万吨。

其中,环氧树脂和不饱和树脂约为50 万吨,高性能玻璃纤维和E 玻璃纤维约为60 万吨,还有大量的结构泡沫材料。

风机的生产制造新工艺

风机的生产制造新工艺

风机的生产制造新工艺风机在现代工业生产中起着至关重要的作用,广泛应用于工厂、矿山、建筑等领域。

随着科技的不断发展,人们对风机的生产制造也提出了更高的要求。

为了满足市场需求,提高产品性能和品质,风机制造企业不断探索新的工艺和技术。

本文将就风机的生产制造新工艺展开深入研究。

一、风机生产制造的现状及存在问题风机是通过旋转叶片驱动风来实现气流输送和杂质排除的机械设备,广泛应用于通风换气、空气净化等领域。

然而,当前风机生产制造存在一些问题:传统制造工艺复杂、生产效率低下、产品质量不稳定等。

这些问题给风机行业的发展带来了阻碍,亟需引入新的生产制造技术。

二、风机生产制造新工艺的发展趋势随着信息技术和智能制造的快速发展,风机生产制造也朝着智能化、自动化的方向发展。

新型材料的应用、数字化设计与制造、大数据分析等技术将逐渐应用到风机生产制造中。

这些新技术的引入将极大地提高风机的生产效率和产品品质,推动风机行业向更高水平发展。

三、数字化设计与制造在风机生产中的应用数字化设计与制造是指利用计算机辅助设计软件化加工设备进行产品设计和制造。

在风机生产中,数字化设计可以通过虚拟仿真的方式对风机进行优化设计,提高风机的效率和性能;数字化制造则可以实现风机零部件的精密加工,提高生产效率和产品质量,减少生产成本。

四、材料科学在风机生产中的应用材料是风机的基础,材料的选择和应用直接影响风机的使用寿命和性能。

随着新型材料的不断涌现,如碳纤维复合材料、陶瓷材料等,风机的结构强度和耐磨性得到了极大提高。

这些新材料的应用为风机的轻量化、高效化提供了可能,也为风机的生产制造带来了新的挑战和机遇。

五、智能化生产在风机制造业中的应用智能化生产是指利用人工智能、物联网、机器人等技术对生产过程进行智能化管理和控制的生产模式。

在风机制造业中,智能化生产可以实现生产计划的智能化调度、生产车间的自动化管理、生产设备的智能化控制等,提高生产效率,降低生产成本,提升产品品质。

大型碳纤维复合材料风机叶片成型工艺与发展

大型碳纤维复合材料风机叶片成型工艺与发展
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表 1 各 种 增 强 材 料 主 要 性 能
3期
马祥林 , : 等 大型碳纤维复合材料风机叶片成 型工艺 与发展
碳纤 维 的刚度 是 玻 璃 纤 维 的 3倍 , 成 的 复 合 制 材料 是玻 璃 钢 的 2倍 , 且碳 纤 维 增 强 叶片 的质 量 比 纯玻纤 的轻 约 3 % 。特 别 是 制 造 承 载 能 力 高 的 大 2 型 叶片时 , 强度 和 刚度要 求 较 高 的部 位 ( 如翼 缘 ) 必
须使 用碳 纤维 作增 强材 料 。碳纤 维 的导 电性还 可 有
采 用不 同 的成型工 艺 。
目前 , 电领 域 纤 维 复合 材 料成 型 工艺 主 要包 风 括 :1 传 统工 艺 , 手 糊 、 绕 、 () 如 缠 热压 罐 、 挤 ;2 拉 () 预成 型工 艺 , 如树脂 转 移模 塑 R M、 空辅 助 V R T 真 A . T 树 脂渗 透 R I树脂 注入 S RMP ( ) M、 F、 C I ;3 其它 成 型
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复合材料在风机叶片中的应用及能力认可现状

复合材料在风机叶片中的应用及能力认可现状

摘要本文简述了风机叶片用复合材料中不同纤维增强复合材料的优缺点,以及未来增强体和基体应用的发展趋势,同时总结了CNAS认可的风机叶片以及叶片中材料性能检测的认可现状。

认为碳纤维和玻璃纤维的混杂纤维、高性能纤维等增强体,以及聚氨酯树脂、热塑性树脂或可回收树脂等基体是未来风机叶片用复合材料的研究方向;同时通过总结分析风机叶片检测实验室在认可过程中的常见问题,为后续相关实验室认可提供了关注点。

风能是可再生的清洁能源,风力发电作为一种优质的发电方式,能够有效改善电力行业对石油、煤炭等不可再生能源的依赖,对于生态环境保护和适应时代发展具有重要的意义。

风力发电非常环保,且风能蕴量巨大,因此日益受到世界各国的重视。

根据国家能源局的统计数据显示,截止到2023年7月底我国风电装机容量约3.9亿kW,同比增长14.3%。

随着风机单机容量的不断扩大,风机叶片的长度也要求不断增加。

风力机叶片作为风能发电机中的核心部件,其良好的设计、可靠的质量和优越的性能是保证机组正常运行的重要因素。

叶片在工作中要承受多种外部环境的影响,因此要求叶片材质具有良好的强度、刚度和韧性以及抗风沙、抗冲击、耐腐蚀等性能。

目前,纤维增强复合材料在风力机叶片上得到了广泛的应用,其质量轻、强度高、耐久性好,已成为大型风力发电机叶片的首选材料。

1玻璃钢复合材料玻璃纤维增强热固性树脂复合材料,俗称玻璃钢,是一种以玻璃纤维或其制品为增强体,以热固性树脂为基体,并通过一定的成型工艺复合成的材料。

玻璃钢具有成本低、强度高、重量轻、耐腐蚀、易加工等特点,被广泛应用于风力发电机叶片的制造。

常见的玻璃纤维分为E型和S型,E型玻璃纤维也称无碱玻璃纤维,是一种硼硅酸盐玻璃,因其良好的电气绝缘性和机械性能,被大量用于生产玻璃钢。

S型玻璃纤维是一种特制的抗拉强度极高的硅酸铝-镁玻璃纤维,它的模量比E型玻璃纤维材料高出了18%;它的纤维拉伸强度为4600MPa,比E型玻璃纤维的3450MPa 增加了33%。

风电叶片复合材料专利发展态势分析

风电叶片复合材料专利发展态势分析

风电叶片复合材料专利发展态势分析风电叶片是风力发电机组中的核心部件之一,其性能直接影响着风力发电机组的发电效率和可靠性。

传统的风电叶片多采用金属材料制造,但随着复合材料技术的快速发展,越来越多的风电叶片开始采用复合材料制造,以提高叶片的轻量化、强度和耐久性等性能。

复合材料由两个或两个以上不同性质的材料组成,具有优异的物理、力学和化学性能,在航空航天、汽车、建筑和能源等领域得到广泛应用。

在风电叶片领域,复合材料的应用可以有效降低叶片的重量,提高叶片的刚度和强度,同时具有较好的耐腐蚀和抗疲劳性能,适应了风电叶片的特殊工作环境。

1.专利数量分析:通过统计风电叶片复合材料相关专利的数量,可以了解该技术的发展速度和趋势。

可以通过专利数据库进行检索,获取一定的时间段内风电叶片复合材料专利的数量情况,并分析其发展趋势。

若专利数量逐年递增,则表明该技术受到了广泛的关注和研究。

2.专利技术领域分析:风电叶片复合材料涉及多个技术领域,如材料研发、加工工艺、结构设计等。

通过分析专利的技术领域分布,可以了解到风电叶片复合材料研究的热点和重点所在,同时也可以看出不同领域之间的技术交叉和融合情况。

3.专利申请人分析:专利申请人的分析可以了解到不同公司、科研机构和个人在风电叶片复合材料领域的技术积累和创新能力。

通过分析专利申请人的数量和类型,可以判断相关企业和机构在该领域的发展优势和竞争态势。

5.国际比较分析:将国内外的风电叶片复合材料专利进行对比分析,可以了解到不同国家和地区在该领域的技术水平和发展趋势。

通过对国际专利的比较,可以为国内相关企业和机构提供技术参考和指导,促进技术创新和产业升级。

通过以上几个方面的分析,可以全面了解风电叶片复合材料专利的发展态势,为相关企业、机构和研究人员提供技术参考和决策支持,推动风电叶片复合材料技术的进一步发展和应用。

树脂基复合材料的应用现状与发展趋势

树脂基复合材料的应用现状与发展趋势

2. 1 能源工业
树脂基复合材料具有耐酸、耐碱、耐有机溶剂、 耐油等优异的耐腐蚀性能,因此在煤矿生产及石 油的开采、运输、储备中得到非常广泛的应用。
2.2 建筑业
建筑工业在国民经济中占有很重要的地位,是 国民经济的支柱产业之一。随着社会的进步,人 们在房屋质量、居住条件和娱乐设施等方面提出 越来越高的要求。
在建筑行业发展和使用树脂基复合材料,
对减轻建筑物自重、提高建筑物的使用功 能、改革建筑设计、加速施工进度、降低 造价以及提高经济效益等都十分有利,是 实现建筑现代化的必要条件。
在采暖通风、给水、排水及污水处理
工程中,已大量使用树脂基复合材料制品, 如冷却塔、管道、板材、栅板、风机、叶 片及整体成型的采暖通风制品,工程上应 用的中央空调系统中的通风厨、送风管、 排气管、防腐风机罩,以及各种规格的给 水玻璃钢管、高位水箱、化粪池、防腐及 污水处理设备等。
3.1 国外现状
据有关部门的统计,全世界树脂基复 合材料制品共有40000多种,全球仅纤维增 强复合材料产量目前达到750多万吨,从业 约45万人,年产值415亿欧元。其生产能力 与市场分布情况为: 北美32%,亚太地区 35%,欧洲30%,其他地区3%。从全球发展 趋势来看,近几年欧美复合材料生产均持 续增长,亚洲的日本发展缓慢,而中国特 别是中国内地的市场发展迅速。
树脂基复合材料(Resin Matrix Composite)也称 纤维增强塑料(Fiber Reinforced Plastics)。目前,随 着复合材料工业的迅速发展,树脂基复合材料正 凭借它本身固有的轻质高强、成型方便、不易腐 蚀、质感美观等优点,越来越受到人们的青睐.
1 树脂基复合材料的优良性能
2.3 汽车工业
当今汽车工业的主体技术正步入转型 换代的新时期,轻量化、智能对材料提出了更高的要求,优质汽 车材料是汽车工业技术创新的重要内容和 物质基础。

国内外风电叶片技术现状与发展

国内外风电叶片技术现状与发展

国内外风电叶片技术现状与发展一、叶片朝大型化、轻量化、高效率方向发展二、可选择的复合材料原材料品种多样1、叶片用树脂基体1)不饱和聚酯树脂工艺性良好,价格低,在中小型叶片的生产中占有绝对优势,但固化时收缩率大,放热剧烈,成型时有一定的气味和毒性。

2)环氧树脂具有良好的力学性能,耐化学腐蚀性能和尺寸稳定性,是目前大型风电叶片的首选树脂,缺点是成本较高。

3)乙烯基树脂性能介于二者之间,目前在大型叶片中应用较少,随着各厂家对成本的要求越来越高,乙烯基树脂可能会进入兆瓦级叶片的选材。

2、叶片用增强材料3、碳纤维材料在大型叶片中具有较好的应用前景采用碳纤维,可增加叶片临界长度,提高叶片刚度,减轻叶片重量。

研究也表明,添加碳纤维所制得的风机叶片质量比玻璃纤维的轻约30%,以目前的成本估算,成本增加可控制在3 0%以内。

4、碳纤维在叶片中应用的主要部位碳纤维在风电叶片中应用实例公司产品技术状态Gamesa GAMESA在其直径为87米、90米叶轮的叶片制造中包含了碳纤维。

LM 61.5米叶片采用了玻纤/碳纤维混杂复合材料结构,在横梁和翼缘等要求较高的部位使用碳纤维作为增强材料,单片叶片质量达17.7 t。

Vestas VESTAS V-90型风力机3.0MW叶片长44m,其样品试验采用了碳纤维制造。

Vestas为V903.OMW机型配套的44m系列叶片主梁上使用了碳纤维,叶片自重只有6t,与V802MW,39m叶片自重一样。

GE 7MW GE公司的7MW机组研发,将使用碳纤维NEG Micon 40m叶片40米的叶片中采用了碳纤维增强环氧树脂Nordex Rotor 44m叶片56m叶片44 m长CFRP叶片质量为9.6t, 可用于2.5 MW的风电机组。

此外,还开发了56 m长的CFRP叶片,他们认为叶片超过一定尺寸后,碳纤维叶片的制作成本并不比玻纤的高。

Repower 5MW叶片转轮直径126米,该叶片由碳纤和玻纤混杂而成,单个叶片重量达18吨,可用于海上及陆地使用。

碳纤维及复合材料在风电叶片中的应用进展_图文

碳纤维及复合材料在风电叶片中的应用进展_图文

碳纤维及复合材料在风电叶片中的应用进展_图文随着全球对清洁能源的需求不断增长,风能作为一种可再生能源正得到越来越多的重视。

在风能转化过程中,风电叶片作为关键部件,对于风能的捕捉和转换起到了至关重要的作用。

因此,提高风电叶片的性能和寿命,成为了风能行业发展的关键问题。

碳纤维及复合材料作为一种轻质、高强度、耐腐蚀的材料,在风电叶片中的应用得到了广泛关注和研究。

碳纤维及复合材料具有很多优点。

首先,它们的重量轻,比传统的金属材料如钢铁要轻很多。

这使得风电叶片更加轻巧,可以更高效地转动,捕捉更多的风能。

其次,碳纤维及复合材料具有较高的强度和刚度,能够承受高风速和复杂的工况要求。

此外,碳纤维及复合材料还具有耐腐蚀性能和良好的疲劳寿命,可以延长风电叶片的使用寿命。

因此,将碳纤维及复合材料应用于风电叶片中,能够提高叶片的性能和可靠性,降低维护成本,推动风能行业的发展。

目前,碳纤维及复合材料在风电叶片中的应用已经取得了一些成果。

首先,碳纤维及复合材料的比强度和比刚度优于传统的玻璃纤维及复合材料,因此可以减少材料的使用量,降低制造成本。

另外,将碳纤维及复合材料应用于叶片的表面涂层处理,可以提高叶片的抗风沙、抗紫外线和减少水分腐蚀等性能,延长叶片的使用寿命。

此外,通过使用碳纤维及复合材料制造更大尺寸的风电叶片,可以提高风能的捕捉效率。

然而,碳纤维及复合材料在风电叶片中的应用还面临一些挑战。

首先,碳纤维及复合材料的制造技术和成本仍然较高,需要进一步的研发和完善。

其次,风电叶片在使用过程中会受到高风速和复杂工况的影响,对材料的疲劳和耐久性也有更高的要求。

因此,需要深入研究碳纤维及复合材料的疲劳性能和寿命预测,以确保叶片的安全和可靠性。

综上所述,碳纤维及复合材料在风电叶片中的应用具有广阔的前景。

通过不断的研究和发展,可以进一步提高碳纤维及复合材料的制造工艺和性能,降低制造成本,延长叶片的使用寿命,为风能行业的可持续发展做出更大的贡献。

先进树脂基复合材料技术发展及应用现状

先进树脂基复合材料技术发展及应用现状

先进树脂基复合材料技术发展及应用现状一、本文概述随着科技的不断进步和工业的快速发展,先进树脂基复合材料作为一种高性能、轻质、高强度的材料,已经在航空航天、汽车制造、建筑、体育器材等众多领域得到了广泛应用。

本文旨在对先进树脂基复合材料技术的发展历程进行深入剖析,并探讨其在各个领域的应用现状。

通过对国内外相关研究的综述,本文将总结先进树脂基复合材料技术的发展趋势,以及面临的挑战和机遇,以期为推动该领域的技术进步和产业发展提供参考。

在文章的结构上,本文首先将对先进树脂基复合材料的定义、分类及特点进行阐述,为后续的研究奠定理论基础。

接着,文章将回顾先进树脂基复合材料技术的发展历程,分析其在不同历史阶段的主要特点和成就。

在此基础上,文章将重点探讨先进树脂基复合材料在各个领域的应用现状,包括航空航天、汽车制造、建筑、体育器材等。

文章还将关注先进树脂基复合材料技术在实际应用中面临的挑战,如成本、性能优化、环保等问题,并提出相应的解决方案。

文章将展望先进树脂基复合材料技术的发展前景,探讨其在未来可能的发展趋势和创新点。

通过对先进树脂基复合材料技术的深入研究和分析,本文旨在为相关领域的科研人员、工程师和管理者提供有益的参考和启示,推动先进树脂基复合材料技术的持续发展和创新。

二、先进树脂基复合材料技术的发展先进树脂基复合材料技术的发展经历了从简单的层压复合材料到高性能、多功能复合材料的演变。

近年来,随着科技的不断进步,该领域取得了显著的突破和进展。

树脂体系的创新:树脂作为复合材料的基体,其性能直接影响着复合材料的整体性能。

传统的树脂体系如环氧树脂、酚醛树脂等,虽然在很多领域有广泛应用,但随着性能要求的提升,新型树脂体系如聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂等逐渐崭露头角。

这些新型树脂具有更高的热稳定性、更低的介电常数和介电损耗,以及更好的机械性能,为先进树脂基复合材料的发展提供了强大的支撑。

增强材料的多样化:增强材料是复合材料中的关键组成部分,其种类和性能直接影响着复合材料的力学性能和功能特性。

风电叶片成型工艺

风电叶片成型工艺

风电叶片成型工艺风能作为一种绿色环保型能源是可再生能源中最具开发潜力的一种。

随着风电技术的进展与日趋成熟,机型已达到5MW以上,叶片长度超过60米。

叶片是风力发电机组关键部件之一,具有尺寸大,形状简单,精度要求高,对强度、刚度、和表面光滑度要求高等特点。

复合材料在风机叶片的制造中具备许多优势。

制造工艺主要有手糊成型、模压成型、预浸料成型、拉挤成型、纤维缠绕、树脂传递模塑以及真空灌注成型等工艺。

1、手糊工艺手糊是生产复合材料风机转子叶片的一种传统工艺。

在手糊工艺中,将纤维基材铺放于单模内,然后用滚子或毛刷涂敷玻璃布和树脂,常温固化后脱模。

手糊方法可用于低成本制造大型、外形简单制品。

由于它不必受加热及压力的影响。

使用简洁的设备和模具即可,另外相对于其他可行性方案成本更低廉。

手糊工艺生产风机叶片的主要缺点是产品质量对工人的操作娴熟程度及环境条件依靠性较大,生产效率低和产品质量匀称性波动较大,产品的动静平衡保证性差,废品率较高。

特殊是对高性能的简单气动外型和夹芯结构叶片,还需要粘接等二次加工,粘接工艺需要粘接平台或型架以确保粘接面的贴合,生产工艺更加简单和困难。

手糊工艺制造的风力发电机叶片在使用过程中消失问题往往是由于工艺过程中的含胶量不匀称、纤维/树脂浸润不良及固化不完全等引起的裂纹、断裂和叶片变形等。

手糊工艺往往还会伴有大量有害物质和溶剂的释放,有肯定的环境污染问题。

手糊是一种已被证明的生产复合材料叶片工艺方法,但由于其产量低及部件的不连续性以及很难实现结构简单,力学性能要求高的大型产品,促使人们将讨论重点转移至其他生产方法。

2、模压成型模压成型工艺首先将增加材料和树脂置于双瓣模具中,然后闭合模具,加热加压,然后脱模,进行后固化。

这项工艺的优点在于纤维含量高和孔隙率低,并且生产周期短,精确的尺寸公差及良好的表面处理。

然而,模压成型适用于生产简洁的复合材料制品如滑雪板,很难制造包括蒙皮、芯材和梁的叶片等简单外形部件。

我国复合材料风机叶片的几种制造工艺与发展前景

我国复合材料风机叶片的几种制造工艺与发展前景

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风力发电复合材料叶片制作方法

风力发电复合材料叶片制作方法

风力发电复合材料叶片制作方法一、引言随着全球能源危机的日益加剧,绿色能源得到了越来越多的关注和重视。

风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式,正在逐渐成为解决能源问题的重要手段。

而风力发电机组中最重要的部件之一——叶片,其制作材料和工艺对于风力发电机组的性能和寿命有着至关重要的影响。

本文将介绍一种采用复合材料制作风力发电叶片的方法。

二、复合材料复合材料是指由两种或两种以上不同性质的材料组成,并在其中一个或几个方向上按规定方式排列、粘结或缠绕制成具有新性质的材料。

常见的复合材料有玻璃钢、碳纤维增强塑料等。

三、叶片结构风力发电叶片通常由根部、前缘、后缘和尖端四个部分组成。

其中,前缘是叶片面对风方向时首先遇到风流动的位置,后缘则是离开风流动最后一个位置。

四、制作方法1. 材料准备采用碳纤维增强塑料作为主要材料,需要准备碳纤维布、环氧树脂、硬化剂等。

2. 前缘制作将碳纤维布按照叶片前缘的形状切割成相应的形状,然后涂上一层环氧树脂。

再将碳纤维布放置在模具上,加压固化。

3. 后缘制作将碳纤维布按照叶片后缘的形状切割成相应的形状,然后涂上一层环氧树脂。

再将碳纤维布放置在模具上,加压固化。

4. 根部制作将碳纤维布按照叶片根部的形状切割成相应的形状,然后涂上一层环氧树脂。

再将碳纤维布放置在模具上,加压固化。

5. 叶片组装将前缘、后缘和根部三个部分进行组装,并进行精修和打磨。

五、优点与传统金属材料相比,采用复合材料制作风力发电叶片有以下优点:1. 重量轻:复合材料密度小,重量轻。

2. 强度高:复合材料强度高,耐久性好。

3. 耐腐蚀:复合材料不易受到腐蚀。

4. 制作灵活:复合材料可以根据需要制作成各种形状和尺寸的叶片。

六、结论采用复合材料制作风力发电叶片是一种具有广泛应用前景的制作方法。

其优点在于重量轻、强度高、耐久性好和制作灵活等方面。

随着技术的不断发展和完善,相信将来会有更多的创新和进步。

2024年风机叶片市场发展现状

2024年风机叶片市场发展现状

风机叶片市场发展现状引言随着全球对可再生能源需求的增加,风能作为一种清洁、可再生的能源形式得到了广泛关注。

作为风能转换的关键装置,风机叶片的市场需求也在不断增长。

本文将对风机叶片市场的发展现状进行分析和概述。

发展历程风机叶片作为风能装置的关键部件,其发展历程可以追溯到二十世纪五六十年代。

随着风机技术的不断创新和完善,风机叶片的设计和制造技术也得到了提升。

传统的风机叶片主要采用玻璃纤维增强塑料材料,而近年来,碳纤维等新材料的应用使得风机叶片更加轻巧和耐久。

市场规模根据市场研究机构的数据显示,全球风机叶片市场规模逐年增长。

2019年,全球新安装的风机叶片总容量超过了100GW。

同时,风机叶片的交易额也在持续增加,全球风机叶片市场价值已经超过了数十亿美元。

中国、美国、欧洲等地是全球风机叶片市场的主要消费和生产地区。

技术创新随着新材料的应用和制造技术的进步,风机叶片的技术水平不断提高。

新型风机叶片采用了更复杂的气动和结构设计,以提高风能的转换效率和稳定性。

同时,为了适应不同的风能资源和环境条件,风机叶片还采用可变桨叶技术,使得风机在不同风速下都能发挥最佳性能。

市场挑战尽管风机叶片市场发展迅速,但也面临一些挑战。

首先,风机叶片的制造成本仍然较高,这限制了其进一步发展和应用。

其次,随着风机装机容量的不断增加,风机叶片的尺寸也在不断增大,这对材料和制造技术提出了更高的要求。

此外,如何更好地进行风机叶片的运输、安装和维护也是一个亟待解决的问题。

市场前景尽管面临一些挑战,风机叶片市场的前景依旧广阔。

众多国家政府的政策支持和环保要求推动了全球风能产业的发展,这将进一步推动风机叶片市场的增长。

与此同时,新材料和技术的不断创新将降低风机叶片的成本,并提高其性能,为风机叶片市场的发展提供更多的机会和空间。

结论风机叶片作为风能装置的关键组成部分,市场需求不断增加。

随着新材料和技术的应用,风机叶片的设计和制造水平不断提高,市场规模不断扩大。

复合材料风扇叶片生产流程

复合材料风扇叶片生产流程

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复合材料在风力发电机叶片中的应用

复合材料在风力发电机叶片中的应用

复合材料在风力发电机叶片中的应用要】本文概述了全球风电市场的现状,复合材料在风力发电机叶片制造中的应用。

关键词】复合材料;风力发电机;叶片引言随着世界性能源危机的日益加剧和公众对于改善生态环境的呼声不断高涨,风力发电作为一种清洁的可再生能源在全球范围内迅猛发展。

各国都加快了对风力发电机组的研发,不断推出新的材料和技术。

目前国内的主流风机是1500kw,正在开发2000kw、3000 kw、5000kw的风机。

随着风力发电机装机容量的增加和叶片长度的增大,对叶片的制造技术和材料提出了更高的要求。

不断发展的技术和市场开发使得风力发电从复合材料的边缘应用变成全球复合材料最广泛的应用之一。

风力发电机叶片是风力发电的核心技术,由于对叶片的外形、精度、表面粗糙度、强度和刚度的要求很高,使得叶片技术成为制约风力发电快速发展的瓶颈。

旺盛的市场需求促进了风电叶片材料的研发和应用。

1、叶片主要原材料风力发电机叶片的应用材料已经由木质、帆布等发展为复合材料。

复合材料是以某种材料为基体,另一种材料为增强体组成的材料。

在性能上各种材料取长补短,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组成材料,可以满足各种不同的要求。

合理选择基体和增强体的材料,并充分考虑两者之间的相互作用是风力发电机叶片选择材料的关键。

当前,我国风机叶片的主要原材料是树脂和增强材料。

1.1树脂不饱和聚酯树脂具有工艺性良好、价格低廉等优点,在中小型风机叶片的生产中占有绝对优势,但它也存在固化时收缩率大、放热剧烈和成型时会有一定的气味和毒性等缺点。

环氧树脂具有良好的力学性能、耐腐蚀性能和尺寸稳定性,是目前大型风电叶片的首要选择,但它的成本较高,阻碍了它的广泛应用。

乙烯基树脂的性能介于两种树脂之间,目前在大型风电叶片中的应用较少,但随着生产厂家对成本的要求越来越高,乙烯基树脂可能会成为兆瓦级风电叶片的材料。

1.2叶片用增强材料(1)玻璃纤维玻璃纤维是一种性能优越的无机非金属材料,它具有很好的柔软性、绝缘性和保温性且强度高,是复合材料中常用的一种增强材料,和树脂组成复合材料后可以成为良好的结构用材。

复合材料在风电叶片制造领域的应用和未来发展

复合材料在风电叶片制造领域的应用和未来发展

一、复合材料在风电叶片中的应用 常用的结构泡沫
Balsa轻木 PET
PVC HPE
对结构泡沫的技术要求: 抗压缩强度高; 吸胶量低; 热稳定性好; 需要有适宜树脂流
动的沟槽、孔结构; 工艺切口,利于铺
放时随型。
一、复合材料在风电叶片中的应用 Balsa轻木技术要求:
序号
测试项目
主梁 叶根
蒙皮
腹板
蒙皮:双轴玻纤,轻木,PVC 主梁:单向织物(UD) 叶根:双轴织物,三轴织物 腹板:双轴织物,PVC
大型风电叶片复合材料结构示意图
一、复合材料在风电叶片中的应用 大型风电叶片中使用的5种主要原材料
树脂基体:环氧树脂,乙烯基树脂 增强材料:玻璃纤维(E玻纤,高模玻纤),碳纤维 结构芯材:PVC,Balsa轻木 粘接胶:环氧粘接胶,聚氨酯粘接胶 涂料:聚氨酯涂料
碳纤维真空灌注复合材料 1880 141 631 119 57 9.9 177 9.22 70.84 5.13
碳纤维预预浸料 2050 134 765 133 39.47 6.91 126 7.86 57.39 3.56
三、复合材料在风电叶片中应用的未来发展
碳玻混杂复合材料
纵向拉伸模量随纤维质量含量变化的曲线
单位

测试方法及标准
1
标准密度
2
压缩模量Eyc
3
压缩模量Eyc和Ezc
5
剪切模量Gxy和Gxz
含水率
kg/m3
GPa MPa MPa
%
ISO 845 150±22.5
(测整板样品:1220*610mm)
≥1
35‐120 ≥ 70 <12
GB/T 8813‐2008 ISO 844:2004

我国大型风机叶片用复合材料将实现规模生产

我国大型风机叶片用复合材料将实现规模生产

我国碳化硅纳米线研 究新进展 中科院山西煤炭化学研究所煤转化 国家 重点实验室小组合作发表在 N nt h o g" 《 ao cnl ?( 纳米技术》 上 的论文被英国物 e o, )
理学会 N nt h e .g ao cw b r 选为亮点文章 (i l h tl)予以介绍 。 e o h h g trc g i aie 众所周知, 颗粒或纤维添加到基体材料中可显著改善材料性能。 这种材料被称为颗粒或 纤维增强复合材料。最为人熟悉的例子就是钢筋混凝土,添加 了钢筋或钢丝 网的水泥。 钢筋 的添加使固化后水泥具有更高的拉伸、 压缩以及剪切强度 。 在混凝土中,钢筋和水泥之间的 结合力非常重要 。为提高这种结合力 , 人们经常把钢筋做成螺纹 的,即螺纹钢。在纳米复 『 犬 合材料中,纳米管和纳米线常用来提高材料的性能。 碳化硅纳米线是一种高强度增强体, 但 由于表面光滑与基体结合力较弱,在使用过程中容易被拔出,影响效果。因此,制备出表面 具有螺纹状特 征的碳化硅纳米线非常重要。
在国家 自然科学基金的支持下,郭 向云组通过在 溶胶. 凝胶过程中采用 不同碳前驱体和 催化剂, 制备出了具有周期性孪晶结构的碳化硅纳米线 。 这种纳米线具有类似螺纹的形貌特 征,直 径 5 ̄ 0 m ,长度可达几十到上百微米。这种锯齿形表面特征是由于纳米线中的周 030 n
2 8
现代材料动态
・ 市场评析 ・
21 年 第 2 00 期
我国大型风机叶片用复合材料将实现规模生产 今后我国的风电发 电机可以用上具有 自主知识产权的风机叶片 了。 由华东理工大学华 昌
聚合物有限公司与上海玻璃钢研究院有限公司合作研发 的、 适用于大型风 机叶片的关键技术 “ 高性能环氧 乙烯基酯树脂” ,将进入大规模生产阶段,打破 国外产品和技术垄 断,而且主 要性能指标达到 了国外先进水平 。 发展风能产业是世界各国的共识, 风能具有清洁、安全、无 限的特 点, 有着广泛的工业 开发前景,2 0 0 8年全球新增风 电装机容量同比增长 3 %。我国的风能资源十分丰富,风力 6 发电尚处在起步阶段, 电发展水平明显滞后于欧美发达 国家 。 风 根据国家发改委的规划,到

复合材料风电叶片技术的现状与发展

复合材料风电叶片技术的现状与发展

( ME A) GA S 仍使用预浸料工艺。
3 真空导入成型( I . R M)
真空导入成 型方法是先将 纤维织
物 等增强材料铺放在 模腔里进行抽真 空作业 , 此时树 脂基 体在 真空压 力 的
出新 的更 高要求 , 比如 , 随着 叶片长度 的增 加 , 高性 能碳 纤维 的用量 会越 来
预浸料成 型方法 是按设计要 求的
铺层顺序先将预浸料铺放在模具内, 然
2 世纪 末 , 电机组 主 流规格 在 0 风
欧 洲 是 70 5 kW , 国 是 5 0 美 0 kW 。 入 进
2 世 纪, 流机 型 已经达到 10 kW 。 l 主 50 比如 丹麦 新 建 风场 的单 机容 量 都 在 10 kW以 上 , 国 在北 海 建 设 的 风 00 德 场的单机功率在 5 0 k 。 00 W 国 内目前的主流风机是 10 k , 50 W 正在开发20kW 、50 、0 0 00 20kW 3 0 kW、
50 kW 甚 至 更 大 风 机 。 随 着 风 机 00 而
后用真空袋将尚未成型的制件密封 , 抽 真空, 以排 除在铺 层 内的气 泡、 挥发分 和袋 内的空气 , 按最佳 的固化工艺参数
在热压罐内固化成型叶片。 预浸料成型
四、叶片主要原材料
当前 , 国叶片主 要原 材料 包括 我 树 脂和 增 强 材料 , 下面 就 2 原 材料 种 的性能和分类加 以介绍 。
机 组 2 4 台 , 计 装 机 容 量 达 到 15 4 累
数 据 来 自世 界 风 能协 会 ( WE ) W A
图I 2 0 - 0 0 0 1 2 1年全球风电装机总容量
图2 20 - 0 0 0 1 2 1 年全球新增装机容量
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复合材料风机叶片发展现状及成型工艺进展作者:董锋岩作者单位:武汉理工大学材料科学与工程学院,武汉 4300701.期刊论文张春丽.黄争鸣.董国华.ZHANG Chunli.HUANG Zhengming.DONG Guohua基于非线性本构关系的复合材料风机叶片有限元极限分析与设计-复合材料学报2007,24(2)为了研究具有三维复杂构形的复合材料风机叶片的逐次破坏过程和极限承载能力,将复合材料细观力学非线性本构理论桥联模型与有限元软件ABAQUS通过用户子程序UGENS结合起来对风力发电机叶片结构进行极限强度分析.只需提供纤维和基体的材料性能参数、纤维体积含量以及蒙皮和增强筋的铺层数据包括铺设角、层厚和铺层数,就可预报出复合材料复杂叶片结构的整体承载能力以及叶片破坏所处的位置,为正确评估和合理设计风机叶片结构提供了一种简便有效的分析方法.以一种20 kW风机叶片为例,用此方法实现了新型复合材料叶片结构的极限分析和合理设计,提高了叶片的强度和刚度,有效降低了叶片的重量.本文中的方法同样适用于其它复合材料复杂结构的极限分析与强度设计.2.会议论文陈淳.丁尚宗.王欣复合材料风机叶片发展趋势2006风机叶片具有尺寸大外形复杂精度要求高、对强度和刚度要求高、表面粗糙度要求高、要求质量分布均匀性好等特点.采用复合材料制造风机叶片可以充分利用复合材料的可设计性,对叶片的强度测度、固有频率等基本参数迸行优化设计.对于复杂的外形和表面要求,利用复合材料可以制作出形状复杂、轻质高强的叶片,而且维修性好、周期短、可以现场施工.由于复合材料具有疲劳强度高、缺口敏感性低、内部阻尼大、耐候性优良的特点,用于风机叶片制造可以取得优异的综合性能.本文主要介绍了国内外复合材料风机叶片的发展现状及趋势.3.学位论文张春丽复合材料风力机叶片结构设计2007叶片是风力机最重要的部件之一也是受力最为复杂的部件。

设计良好的叶片是风力机获得较高风能利用系数和较大经济效益的基础。

从风机叶片的工作特性考虑,结合复合材料强度高、密度小、耐腐蚀等优点,纤维增强复合材料也就成为叶片的主要材料的不二之选。

对于复合材料风机叶片的设计,就需要有强大的理论支撑,以保证结构设计的可行性、合理性及经济性。

本文采用桥联模型理论,充分考虑基体材料非线性特性对结构强度所带来的影响,并将桥联模型与有限元软件结合起来,对这种一次成型技术生产的具有三维复杂构形的复合材料风机叶片的逐次破坏过程和极限承载能力进行了分析,计算和模拟。

在计算过程中只需提供纤维和基体的材料性能参数、纤维体积含量以及蒙皮和增强筋的铺层数据包括铺设角、层厚和铺层数,就可预报出复合材料复杂叶片结构的整体承载能力以及叶片破坏所处的位置,为正确评估和合理设计风机叶片结构提供了一种简便有效的分析方法。

对这种确定的铺层设计方案的叶片进行了全面的分析验算。

本文通过对20KW和660KW的风机叶片做了详细的铺层设计方案比较,并对这两种不同功率叶片进行了详细的强度分析、刚度分析、极限承载能力计算、破坏分析、固有频率计算以及稳定性分析。

同时对大型的风机叶片如660KW做了两种结构设计方案:空心结构和加泡沫芯结构。

对这两种结构进行了强度、刚度、固有频率计算和稳定性分析,同时采用NREL开发的专门计算复合材料叶片结构性能的免费开放源码程序Precomp计算出这两种结构叶片各个截面上的单位叶长质量、挥舞刚度、摆振刚度、扭转刚度和拉伸刚度等反映叶片结构性能的力学参数。

通过这些力学参数的对比,以此来比较空心结构和泡沫芯结构的优劣性。

用此方法实现了新型复合材料叶片结构的极限分析和合理设计,提高了叶片的强度和刚度,有效降低了叶片的重量。

同时也对复合材料叶片的结构设计起到了良好的指导作用。

文中的方法同样适用于其它复合材料复杂结构的极限分析与强度设计。

4.会议论文李杰可供中国大型航空发动机借鉴的新技术-后掠大流量宽弦复合材料风扇叶片2007风扇叶片是涡扇发动机最具代表性的重要零件,涡扇发动机的性能与它的发展密切相关.初期的风扇叶片材料为钛合金,具有实心、窄弦、带阻尼凸台结构.现今,风扇叶片在材料、结构方面已改进了许多.应用复合材料技术,美国GE公司为GE90系列发动机研发了一种比以往任何风扇叶片都轻并更高效的风扇叶片.后掠大流量宽弦复合材料风扇叶片就是应现代涡轮风扇发动机发展需要,由美国GE公司研发并应用于GE90和GEnx系列发动机上的一项新技术.这应是一项可供中国航空工业设计研发新一代大型航空发动机借鉴的新技术.本文就此对后掠大流量宽弦复合材料风扇叶片的材料和工艺进行了简单扼要的介绍和分析期望对航空业界相关人士能有所启迪.5.会议论文陈余岳.姚辉.李波1MW变速恒频风力机复合材料叶片设计20041MW风力机组研制是国家"十五""863"项目.我们承担了玻璃钢叶片设计.玻璃钢叶片是风力组的关键部件之一.我们按照国家风力机组风轮叶片标准,制度了叶片设计的荷载工况、荷载局部安全系数与材料局部安全系数,并根据标准的要求进行了叶片荷载计算、强度与变形计算、疲劳分析、频率计算和屈曲稳定计算.叶片设计表明,叶片的结构性能满足机组的技术要求.6.期刊论文戴春晖.刘钧.曾竟成.边力平.DAI Chun-hui.LIU Jun.ZENG Jing-cheng.BIAN Li-ping复合材料风电叶片的发展现状及若干问题的对策-玻璃钢/复合材料2008,""(1)综叙复合材料在风力发电机转子叶片上的应用及生产现状,介绍现有复合材料风电叶片的结构、材料体系、生产工艺及发展方向等,针对目前大型风电叶片生产过程中遇到的一些问题提出解决方案或构想.可以预见,随着叶片的日益大型化,内置热源的大型复合材料组合模具、改进的真空导入树脂模塑法及可回收利用的热塑性叶片可能是今后风电叶片的主要发展方向.7.学位论文费金凡复合材料风力叶片结构的有限元分析2009复合材料风力机叶片结构设计与分析方法的研究一直是社会各界研究的热点之一,对推进绿色资源的有效利用具有非常重要的意义。

本文所做工作如下:1)了解了风力叶片气动设计基本原理,重点了解了叶片基本理论、叶片基本概念以及叶片气动参数计算公式等。

2)对叶片进行了结构研究与分析,具体分析了叶片的结构形式、叶片所受载荷形式、载荷工况设计以及叶片材料铺层设计等内容。

3)以总长25m的风力叶片为例,采用机翼设计软件Profili先得到翼型型值点坐标(x,y),后通过坐标转换的方式,利用Matlab计算得到翼型上点的空间坐标值(x',y',z),最后在CAD软件Pro/E建立了叶片的实体模型并将实体模型导入有限元分析软件ANSYS中,建立叶片有限元模型。

该方法可为扭曲叶片建模提供新思路。

4)运用FLUENT软件对叶片表面风压进行了数值模拟,并导出各点的风压值以及与其对应的点的坐标值。

采用多项式曲线拟合的方式在Matlab中得到风压与点的坐标之间的函数关系式。

最后采用编写命令流的形式将风压加载在叶片有限元模型上,为后续的有限元计算打好基础。

5)叶片结构静强度有限元分析。

在ANSYS中计算叶片在两种不利工况下的位移、应变以及各结构层强度比。

并根据相关标准对叶片的强度和刚度进行了校核,以此检验所设计的叶片是否满足强度设计要求。

6)叶片稳定性有限元分析,在ANSYS中计算叶片两种不利工况下的稳定安全系数以及屈曲失稳模态。

旨在判断叶片受不利载荷作用时是否会发生失稳以及失稳的形式。

7)叶片动力特性有限元分析。

建立了叶片自由振动方程,采用有限元分析软件ANSYS计算了叶片在自由振动时的十阶频率,并研究了叶片的十阶振动形式。

以上所做的工作,目的是希望寻找一种研究风力叶片结构特性的新方法,为以后的风力机叶片设计与研究提供一种新途径和参考。

8.期刊论文陈绍杰.申振华.徐鹤山.CHEN Shao-jie.SHEN Zhen-hua.XU He-shan复合材料与风力机叶片-可再生能源2008,26(2)叶片是风力发电设备的关键部件,随着风机容量的大型化,风机叶片也向轻量化、低成本和高性能化发展.阐述了风力机叶片技术的研发趋势,介绍了复合材料叶片设计、材料、制造、试验分析和验证等相关技术,给出了碳纤维在叶片上应用的现状、发展前景和有关叶片的新技术,提出了发展风机叶片技术的相关建议.9.期刊论文陈绍杰.申振华.徐鹤山.CHEN Shao-jie.SHEN Zhen-hua.XU He-shan复合材料与风力机叶片-玻璃钢/复合材料2008,""(2)主要介绍风力机叶片研发的趋势以及复合材料叶片设计、分析、材料、制造和试验验证的相关技术,给出碳纤维在叶片上应用的现状和前景以及有关叶片的新兴技术,并提出发展我国叶片技术的相关建议.10.学位论文李成友风力发电机复合材料风轮叶片局部屈曲与静强度的有限元分析2008随着风力机单机容量的增大,对风力机叶片强度和稳定性提出了更高的要求。

本文研究了34米风力发电机组复合材料叶片的静强度和屈曲稳定性。

由于风机叶片几何外形和边界条件的复杂性,本文采用有限元分析的方法解决这一问题。

基于PATRAN平台,论文讨论了在风力发电机复合材料叶片建模过程中所遇到的一些问题,考察了单元类型、材料属性定义以及加载方式对风力发电机复合材料叶片有限元计算的影响。

对具有不同任务的有限元建模提出了建议。

利用有限元方法,文中对34米风力发电机复合材料叶片进行了系统的静力分析和屈曲稳定性分析。

得到了叶片整体结构的应力和应变分布规律。

利用蔡-吴(E.M.Wu) 失效准则和Hill-蔡 ( S.W.Tsai) 强度理论校核了几种主要承力结构材料的强度。

并且预测了叶片结构发生屈曲的几何模态、屈曲位置、应力分布规律和屈曲临界载荷。

最后,针对风力机叶片的铺层结构设计提出了三个改进方案。

从结构刚度和屈曲稳定性两个方面对三个新方案进行了计算分析,论证了这些方案的可行性,指出了增加结构刚度和屈曲稳定性的一条新途径。

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