CN104943195B - 一种基于真空吸注成型的风电叶片气动测压管预埋方法 - Google Patents

一种基于真空吸注成型的风电叶片气动测压管预埋方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104943195B
CN104943195B CN201510221872.5A CN201510221872A CN104943195B CN 104943195 B CN104943195 B CN 104943195B CN 201510221872 A CN201510221872 A CN 201510221872A CN 104943195 B CN104943195 B CN 104943195B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pressure
measuring pipe
blade
end block
vacuum suction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510221872.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104943195A (zh
Inventor
武广兴
秦志文
陈啸
赵晓路
杨科
张磊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Engineering Thermophysics of CAS
Original Assignee
Institute of Engineering Thermophysics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Engineering Thermophysics of CAS filed Critical Institute of Engineering Thermophysics of CAS
Priority to CN201510221872.5A priority Critical patent/CN104943195B/zh
Publication of CN104943195A publication Critical patent/CN104943195A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104943195B publication Critical patent/CN104943195B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/36—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and impregnating by casting, e.g. vacuum casting
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M9/00—Aerodynamic testing; Arrangements in or on wind tunnels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/08—Blades for rotors, stators, fans, turbines or the like, e.g. screw propellers
    • B29L2031/082—Blades, e.g. for helicopters

Abstract

本发明公开了一种基于真空吸注成型的风电叶片气动测压管预埋方法，通过制作带端块的测压管，以预埋方式在叶片真空吸注成型过程中与叶片固化为一体，提高了铺设纤维布的可操作性，并通过填充密封材料解决了吸注过程中树脂进入测压硬管引起堵塞的问题，本发明不受叶片尺寸限制，具有广泛的实用性，成本较低，同时避免了复合材料大型曲面制件测压导孔的加工问题，此外，本发明也可用于除风电叶片以外的复合材料真空吸注成型制件。

Description

一种基于真空吸注成型的风电叶片气动测压管预埋方法
技术领域
本发明涉及风力发电领域，更具体涉及一种基于真空吸注成型的风电叶片气动测压管预埋方法。
背景技术
叶片作为风力机捕获风能的关键部件，其气动性能的优劣直接决定了风电机组的出功效率。气动性能测试是风电叶片气动设计及性能评估必需的研究手段，传统测试方法通过叶片二维翼型或者风机三维缩比模型的风洞实验完成，然而随着风机叶片大型化发展，叶片气弹问题突显，传统风洞实验方法已不能满足测试要求。首先风洞实验无法模拟自然风的非定常来流条件同时难以满足雷诺数相似，导致所测气动载荷不真实，此外如何设计缩比模型的结构强度分布也是气弹实验的难点，为此迫切需求发展一种可在真实风电叶片上开展的气动性能测试方法。
表面压力测量技术可以获得局部气动力分布，也可积分获得整体气动力，在气动性能测试中使用最为广泛。传统风洞实验的表面测压技术是在模型加工过程中于同一基准坐标系下沿表面法向机械加工测压导孔，通过测压管连接到压力传感器，以获得该位置的压力值。而真实风电叶片为复合材料大型曲面制件，一方面制作过程中无法机械加工测压导孔，另一方面成型后无法在同一基准坐标系下进行机械加工导致测压导孔定位不准，目前仍缺乏一种有效的适用于复合材料风电叶片表面测压孔的制作方法。
发明内容
针对现有技术中的以上局限及空白现状，本发明以复合材料风电叶片的真空吸注制备工艺为切入点，提出一种基于真空吸注成型的风电叶片气动测压管预埋方法，通过制作带端块的测压管，以预埋方式在叶片真空吸注成型过程中与叶片固化为一体，提高了铺设纤维布的可操作性。与传统预埋金属件不同的是，预埋测压管要求吸注过程中有效保护测压管密封，防止树脂浸入引起测压管路堵塞，本发明通过对预埋测压管填充密封材料解决了吸注过程中树脂进入测压管引起堵塞的问题。本发明的预埋测压管工艺，有效避免了复合材料大型曲面制件测压导孔的加工问题，且不受叶片尺寸限制，具有广泛的实用性，成本较低。
本发明为解决其技术问题所采取的技术方案为：
一种基于真空吸注成型的风电叶片气动测压管预埋方法，所述气动测压管分布在叶片主体上，包括叶片外侧端口和叶片内侧端口，所述叶片外侧端口与叶片主体的外表面平齐且具有相同的气体动力学轮廓，所述叶片内侧端口通过与其连通的测压软管将叶片表面的气动压力传递到固定于叶片主体内壁的压力传感器，其特征在于，所述方法包括制作测压管、固定测压管于叶片模具、手工固化首层纤维布、真空吸注并脱模等四个步骤：
SS1.制作测压管
所述测压管包括端块和硬管，所述端块的直径大于硬管的直径，所述端块上加工有贯通其内表面和外表面的内孔，所述硬管套设于所述端块的内孔中，且所述硬管至少部分地伸出于所述端块的内表面，所述端块的内孔垂直于其外表面；
本步骤中，在测压管上制备端块，其目的是为了增加测压管与叶片模具的接触面积，以增加二者的粘接强度，为后续步骤中提高铺设纤维布的可操作性，端块一侧内孔方向与端块外表面垂直以满足气动表面压力测量要求；
SS2.固定测压管于叶片模具
首先，根据气动测试需求，沿叶片模具的展向布置若干测压截面，在每个测压截面上于同一基准坐标系下设定若干测压管的标记安装位置；之后，用密封胶泥填充测压管的端块一侧，然后将测压管端块的外表面逐一固定于叶片模具上所标记的安装位置上；
本步骤中，用密封胶泥填充测压管的端块一侧，其目的是为了防止树脂进入测压管引起堵塞。
SS3.手工固化首层纤维布，将首层玻璃纤维布逐一穿过各测压管，并铺设于叶片模具上，手工将树脂浸透该首层纤维布，直到完全固化；
本步骤中，手工固化首层纤维布，其目的在于通过固化首层纤维布与测压管以增强测压管的固定强度，方便后续大面积多层铺设纤维布；
SS4.真空吸注并脱模
首先，将所有纤维布、脱模布依次穿过测压管，将测压软管连接于测压管，用密封胶条包裹测压管和测压软管的外露部分，之后在测压管和测压软管周围布置高强度泡沫，然后依次铺设导流网和真空袋，之后按常规真空吸注方法执行吸注过程，待完全固化后脱模，将测压软管从测压管上拔开，用高压气体将测压管端块中的密封胶泥吹除；
本步骤中，用密封胶条包裹测压管和测压软管的外露部分，其目的是为了防止树脂进入测压管引起堵塞以及测压管周围粘结树脂而导致脱模困难，在测压管和测压软管周围布置高强度泡沫，其目的是为了防止真空袋在吸注过程中被测压管扎破而导致保压失败。
优选地，所述测压管的端块与硬管可以分别加工后固连为一体，也可以一体加工成型。
优选地，所述测压管中，所述硬管的内径处于0.3mm～1.5mm，长度超过叶片铺层总厚度的10～20mm，所述端块的直径处于3mm～10mm。
优选地，步骤SS2中，用胶水将测压管端块的外表面固定于叶片模具所标记的位置。
优选地，步骤SS4中，用0.3MPa～0.6MPa的高压气体将端块中的密封胶泥吹除。
本发明涉及的基于真空吸注成型的风电叶片气动测压管预埋方法，也可用于除风电叶片以外的复合材料真空吸注成型制件。
通过以上技术方案可知，本发明通过制作带端块的测压硬管，以预埋方式在叶片真空吸注成型过程中与叶片固化为一体，提高了铺设纤维布的可操作性，并通过填充密封材料解决了吸注过程中树脂进入测压管引起堵塞的问题，本发明不受叶片尺寸限制，具有广泛的实用性，成本较低，同时避免了复合材料大型曲面制件测压导孔的加工问题。
附图说明
图1可测量表面压力的风电叶片示意图；
图2叶片表面测压系统结构示意图；
图3手工固化首层纤维布示意图；
图4真空吸注并脱模示意图。
具体实施方式
为使本发明目的、技术方案更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
如图1、2所示，根据本发明基于真空吸注成型气动测压管预埋方法所形成的可测量表面气动压力的复合材料风电叶片，包括叶片主体1与测压孔2两部分，根据气动测试需求，沿展向布置5个测压截面，每截面48个测压孔2。测压孔2由预埋于叶片主体1上的测压管3形成，测压管3包括叶片外侧端口和叶片内侧端口，叶片外侧端口与叶片主体的外表面平齐且具有相同的气体动力学轮廓，叶片表面感受的气动压力通过测压管3与测压软管6传递到固定于叶片内壁的压力传感器5。
本发明的测压管预埋方法，包括制作带端块的测压管、固定测压管于叶片模具、手工固化首层纤维布、真空吸注并脱模四个步骤：
1、制作带端块的测压管
加工带端块的测压管3，测压管3包括端块和硬管，端块的直径大于硬管的直径，端块上加工有贯通其内表面和外表面的内孔，硬管套设于端块的内孔中，硬管至少部分地伸出于端块的内表面，端块一侧内孔方向与端块表面垂直，硬管内径为0.8mm，长度35mm(叶片铺层总厚度25mm)，端块直径5mm。
2、固定测压管于叶片模具
首先，根据气动测试需求，沿叶片模具的展向布置若干测压截面，在每个测压截面上于同一基准坐标系下设定若干测压管的标记安装位置；之后，用密封胶泥7填充测压管3端块一侧，在叶片模具9上标记测压孔2所对应的位置，用强力胶水8将测压管3固定于叶片模具9所标记的位置，直到胶水完全固化，如图3所示。
3、手工固化首层纤维布，将首层玻璃纤维布4穿过测压管3，并铺设于叶片模具9上，手工将树脂浸透纤维布，直到完全固化，如图3所示。
4、真空吸注并脱模
铺设其余四层玻璃纤维布4、脱模布10，将测压软管6一侧连接到测压管3，用密封胶条15包裹测压管3和测压软管6的外露部分，在测压管3和测压软管6周围布置高度为20mm的PVC泡沫14，依次铺设导流网和真空袋，如图4所示，执行真空吸注过程，待完全固化后脱模，将测压软管6从测压管3上拔开，用0.3Mpa压力的高压气体将密封胶泥7吹除。
以上所述仅为本发明的一个实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的思路和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的范围之内。

Claims (5)

1.一种基于真空吸注成型的风电叶片气动测压管预埋方法，所述气动测压管分布在叶片主体上，包括叶片外侧端口和叶片内侧端口，所述叶片外侧端口与叶片主体的外表面平齐且具有相同的气体动力学轮廓，所述叶片内侧端口通过与其连通的测压软管将叶片表面的气动压力传递到固定于叶片主体内壁的压力传感器，其特征在于，所述方法包括制作测压管、固定测压管于叶片模具、手工固化首层纤维布、真空吸注并脱模等四个步骤：
SS1.制作测压管
所述测压管包括端块和硬管，所述端块的直径大于硬管的直径，所述端块上加工有贯通其内表面和外表面的内孔，所述硬管套设于所述端块的内孔中，且所述硬管至少部分地伸出于所述端块的内表面，所述端块的内孔垂直于其外表面；
SS2.固定测压管于叶片模具
首先，根据气动测试需求，沿叶片模具的展向布置若干测压截面，在每个测压截面上于同一基准坐标系下设定若干测压管的标记安装位置；之后，用密封胶泥填充测压管的端块一侧，然后将测压管端块的外表面逐一固定于叶片模具上所标记的安装位置上；
SS3.手工固化首层纤维布
将首层玻璃纤维布逐一穿过各测压管，并铺设于叶片模具上，手工将树脂浸透该首层纤维布，直到完全固化；
SS4.真空吸注并脱模
首先，将所有纤维布、脱模布依次穿过测压管，将测压软管连接于测压管，用密封胶条包裹测压管和测压软管的外露部分，之后在测压管和测压软管周围布置高强度泡沫，然后依次铺设导流网和真空袋，之后按常规真空吸注方法执行吸注过程，待完全固化后脱模，将测压软管从测压管上拔开，用高压气体将测压管端块中的密封胶泥吹除。
2.根据权利要求1所述的气动测压管预埋方法，其特征在于，所述测压管的端块与硬管分别加工后固连为一体，或一体加工成型。
3.根据权利要求1或2所述的气动测压管预埋方法，其特征在于，所述测压管中，所述硬管的内径处于0.3mm～1.5mm，长度超过叶片铺层总厚度的10～20mm，所述端块的直径处于3mm～10mm。
4.根据权利要求1所述的气动测压管预埋方法，其特征在于，步骤SS2中，用胶水将测压管端块的外表面固定于叶片模具所标记的位置。
5.根据权利要求1所述的气动测压管预埋方法，其特征在于，步骤SS4中，用0.3MPa～0.6MPa的高压气体将端块中的密封胶泥吹除。
CN201510221872.5A 2015-05-04 2015-05-04 一种基于真空吸注成型的风电叶片气动测压管预埋方法 Active CN104943195B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510221872.5A CN104943195B (zh) 2015-05-04 2015-05-04 一种基于真空吸注成型的风电叶片气动测压管预埋方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510221872.5A CN104943195B (zh) 2015-05-04 2015-05-04 一种基于真空吸注成型的风电叶片气动测压管预埋方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104943195A CN104943195A (zh) 2015-09-30
CN104943195B true CN104943195B (zh) 2017-03-01

Family

ID=54158504

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510221872.5A Active CN104943195B (zh) 2015-05-04 2015-05-04 一种基于真空吸注成型的风电叶片气动测压管预埋方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104943195B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106827594B (zh) * 2015-12-03 2019-04-23 中材科技风电叶片股份有限公司 风电叶片的腹板的避雷孔加工方法及预埋孔加工工装
CN111579204B (zh) * 2020-05-29 2021-03-16 南京航空航天大学 一种二维翼型模型的传感机构

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0443245U (zh) * 1990-08-15 1992-04-13
DE102006031665B4 (de) * 2006-07-08 2019-11-07 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Modellelement
CN102226735B (zh) * 2011-04-02 2013-02-27 西安交通大学 快速成型风洞测压模型的孔道连接方法
CN103042700B (zh) * 2012-12-27 2014-10-29 中国科学院工程热物理研究所 一种分段叶片一体化成型方法及装置
CN103538266A (zh) * 2013-09-26 2014-01-29 黑龙江天华风电设备制造有限公司 玻璃钢机舱罩的真空灌注方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104943195A (zh) 2015-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104807609B (zh) 一种风电叶片气动测压结构
CN102220936B (zh) 一种竹制复合材料叶片根部结构及其制造方法
CN101352925B (zh) 一种船用高立面复合材料制件真空辅助成型工艺方法
CN101137841B (zh) 制造风轮机叶片壳体构件的方法
CN103802331B (zh) 一种零出胶真空辅助树脂渗透成型树脂基复合材料的方法
CN106202831A (zh) 一种基于bim的管线综合优化方法
CN106564202B (zh) 一种真空导入成型制备混杂复合材料u型件的方法
CN105216344A (zh) 真空灌注成型工艺
CN104943195B (zh) 一种基于真空吸注成型的风电叶片气动测压管预埋方法
CN105128358A (zh) 一种风电叶片的制备方法
CN103057127B (zh) 一种真空袋/热压罐法制造复合材料件的抽真空装置
US20140301857A1 (en) Device and method for manufacturing a component
CN107471683A (zh) 一种复合材料液体成型复杂形状制件方法
CN108177240A (zh) 带预埋管的蒸压加气混凝土板及其制备方法
CN107521124A (zh) 碳纤维双面板加筋结构件及其制造方法
CN103538266A (zh) 玻璃钢机舱罩的真空灌注方法
CN109986806A (zh) 风力发电机组叶片外补强制备方法及风力发电机组叶片
CN109571991B (zh) 采用不同材料制备风电叶片主梁的方法
CN107791543A (zh) 叶片后缘粘接角阳模制备方法和叶片后缘粘接角制备方法
CN105140326B (zh) 一种具有光伏组件的结构件及其制备方法
CN204535950U (zh) 一种风电叶片气动测压结构
CN104149362A (zh) 兆瓦级风电机舱罩壳灌注一体成型制作方法
CN106441390A (zh) 一种玻璃纤维/环氧树脂复合材料基片式光纤光栅传感器
CN101234531B (zh) 竹制复合材料风力发电机叶片叶根预成型灌输工艺
CN203062997U (zh) 一种具双真空系统的风轮叶片模具

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant