CN110483951B - 一种阻尼降噪风电叶片及其制备方法 - Google Patents

一种阻尼降噪风电叶片及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110483951B
CN110483951B CN201910821714.1A CN201910821714A CN110483951B CN 110483951 B CN110483951 B CN 110483951B CN 201910821714 A CN201910821714 A CN 201910821714A CN 110483951 B CN110483951 B CN 110483951B
Authority
CN
China
Prior art keywords
blade
wind power
damping
noise reduction
layer
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
CN201910821714.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110483951A (zh
Inventor
袁凌
褚景春
柴红梅
潘磊
刘伟超
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.)
Guodian United Power Technology Co Ltd
Original Assignee
Guodian United Power Technology Co Ltd
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 Guodian United Power Technology Co Ltd filed Critical Guodian United Power Technology Co Ltd
Priority to CN201910821714.1A priority Critical patent/CN110483951B/zh
Publication of CN110483951A publication Critical patent/CN110483951A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110483951B publication Critical patent/CN110483951B/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
    • 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
    • B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L63/00—Compositions of epoxy resins; Compositions of derivatives of epoxy resins
    • 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

本发明公开了一种阻尼降噪风电叶片的制备方法，包括：(1)清理模具，涂抹脱模剂，在模具中从下往上铺设表面毡、纤维织物和表面毡，再依次铺脱模布、隔离膜和导流网，采用真空灌注工艺将改性的环氧树脂体系导入到铺层中，固化后脱模，即得预制的阻尼结构铺层；(2)在预制的阻尼结构铺层的上下表面打孔和/或开细槽；(3)将打孔和/或开细槽后的阻尼结构铺层铺设在制备叶片模具中，按叶片灌注成型工艺完成叶片成型，固化后脱模，即得阻尼降噪风电叶片。还公开了一种阻尼降噪风电叶片。本发明通过预制阻尼结构铺层，并在其上打微孔，然后使其与叶片本体铺层一体灌注，能形成阻尼性能优异，界面结合强度高且降噪功能明显的一体成型风电叶片。

Description

一种阻尼降噪风电叶片及其制备方法
技术领域
本发明涉及风电叶片技术领域，特别是涉及一种阻尼降噪风电叶片及其制备方法。
背景技术
随着国内风电的迅速发展，风电机组及其配套的风电叶片也不断大型化发展。当风电叶片运行时，大型叶片的叶尖速度很大，加之叶片运行环境复杂，叶片在多重载荷下有时也会不可避免的发生振颤。这不仅对功率输出有影响，而且会增加噪声，影响环境。
目前针对这种情况，现有的解决方法主要为增加叶片阻尼，如在先专利申请(申请号：201310126333.4，发明名称为：一种利用复合阻尼结构的风力机叶片的抑颤方法)中,公开的抑颤方法为：主要通过详细的设计和计算的方法，计算出叶片外表面和主梁外表面共固化约束阻尼层和自由阻尼层厚度，实现叶片的抑颤。该方法主要停留在理论上层面，实际操作性不强。另一在先专利申请(申请号：201510296533.3，发明名称：具有粘弹性阻尼的风力涡轮机叶片)中公开了一种具有粘弹性阻尼的风电涡轮机叶片，该方法采用弹性聚合物等粘弹性材料直接与纤维织物本体接触，并共固化而成。该方法成型后由于采用的弹性聚合物加热后易变形特点，容易导致界面结合强度低、缺陷等问题，可能影响最终产品性能和阻尼性能。
由此可见，上述现有的增加叶片阻尼的方法，不是存在仅限于理论计算，实际可操作性差，就是后续存在缺陷，阻尼效果不理想等特点。本申请就是在此基础上，创设一种新的阻尼降噪风电叶片及其制备方法，使其增加的阻尼结构铺层与叶片本体界面性好，阻尼性能好，且实际可操作性强，并能有效降低叶片噪音。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种阻尼降噪风电叶片的制备方法，使其增加的阻尼结构铺层与叶片本体界面结合强度高，阻尼性能好，且实际可操作性强，并能有效降低叶片噪音，从而克服现有的风电叶片的不足。
为解决上述技术问题，本发明提供一种阻尼降噪风电叶片的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备阻尼结构铺层
清理模具，涂抹脱模剂，依次在模具中从下往上铺设表面毡、纤维织物和表面毡，铺层结束后，依次再铺脱模布、隔离膜和导流网，粘结真空袋膜、插接抽气管和进胶管，采用真空灌注工艺将改性的环氧树脂体系导入到铺层中，固化后脱模，即得预制的阻尼结构铺层；
(2)向所述预制的阻尼结构铺层打孔
在所述预制的阻尼结构铺层的上下表面打孔和/或开细槽；
(3)制备阻尼降噪风电叶片
将打孔和/或开细槽后的阻尼结构铺层铺设在制备叶片的模具中，按风电叶片灌注成型工艺完成叶片成型，固化后脱模，即得所述阻尼降噪风电叶片。
进一步改进，所述步骤(1)中位于中间层的纤维织物为一层至多层，所述阻尼结构铺层的厚度为2～10mm。
进一步改进，所述步骤(1)中表面毡采用玻纤表面毡，纤维织物采用玻纤织物或碳纤织物。
进一步改进，所述步骤(1)中改性的环氧树脂体系采用共固化增韧剂改性的环氧树脂，其制备方法为：
向叶片灌注用环氧树脂基体中加入活性聚氨酯型环氧增韧剂，搅拌30～50min后静置，待灌注阻尼结构铺层前，将所述活性聚氨酯型环氧增韧剂改性的环氧树脂基体与叶片灌注用环氧树脂固化剂混合，即得所述共固化增韧剂改性的环氧树脂。
进一步改进，所述共固化增韧剂改性的环氧树脂制备过程中，所述叶片灌注用环氧树脂基体与活性聚氨酯型环氧增韧剂的重量百分比为：100:15～25，所述活性聚氨酯型环氧增韧剂改性的环氧树脂基体与叶片灌注用环氧树脂固化剂的重量百分比为：100:32～40。
进一步改进，所述步骤(2)中在所述预制的阻尼结构铺层的上下表面打孔的孔径为1～2mm，开细槽的槽直径为1～2mm。
进一步改进，所述预制的阻尼结构铺层的上下表面打孔的孔间距为20～30mm，开细槽的槽间距为20～30mm。
进一步改进，所述步骤(3)中阻尼结构铺层铺设在制备叶片的模具中外蒙皮的内侧。
进一步改进，所述步骤(3)中阻尼结构铺层铺设在叶片距叶根部70％～90％的位置处。
本发明还提供一种阻尼降噪风电叶片，该风电叶片采用上述的阻尼降噪风电叶片的制备方法制备而成。
采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：
1.本发明阻尼降噪风电叶片制备方法通过提供一种预制的阻尼性能优异的阻尼结构铺层，并通过在阻尼结构铺层上打微孔的方法，使其与叶片本体铺层一体灌注，能良好的实现叶片阻尼结构的一体成型，形成阻尼性能优异，界面结合强度高且降噪功能明显的风电叶片，该制备方法与传统叶片方法相比，具有操作简单、界面性能优异等特点，并且使阻尼结构铺层与后续叶片灌注用环氧树脂具有很好的相容性，有利于在不降低叶片整体力学性能的情况下，改善叶片整体的阻尼降噪性能。
2.本发明阻尼降噪风电叶片的制备方法中通过采用改性的环氧树脂体系，形成环氧树脂-聚氨酯互穿聚合物网络或海岛结构，在通过后续与环氧树脂固化剂在中高温下的共固化，可提高材料的柔韧性、剪切强度、附着力、拉伸强度和弯曲强度等，提高最终叶片的整体性能。
3.还通过对预制的阻尼结构铺层在叶片整体铺层中位置的设置，能保证叶片的随形性，提高叶片抑颤降噪性能。
具体实施方式
本申请提供一种与叶片本体相容性好、阻尼降噪性能优异且通用性好的风电叶片及其制备方法。本实施例阻尼降噪风电叶片的制备方法包括如下步骤：
(1)制备阻尼结构铺层
清理模具，涂抹脱模剂，依次在模具中从下往上铺设表面毡、纤维织物和表面毡，铺层结束后，依次再铺脱模布、隔离膜和导流网，粘结真空袋膜、插接抽气管和进胶管，采用真空灌注工艺将改性的环氧树脂体系导入到铺层中，固化后脱模，即得预制的阻尼结构铺层。
其中，位于铺层上下侧的表面毡采用玻纤表面毡材质，位于中间层的纤维织物采用玻纤织物或碳纤织物，优选玻纤织物，并且该玻纤织物可以为一层至多层，使最终制备得到的阻尼结构铺层的厚度为2～10mm。
还有，其改性的环氧树脂体系采用共固化增韧剂改性的环氧树脂，制备方法为：
向叶片灌注用环氧树脂基体中加入活性聚氨酯型环氧增韧剂，该叶片灌注用环氧树脂基体与活性聚氨酯型环氧增韧剂的重量百分比为：100:15～25，优选为：100:20，搅拌30～50min后静置备用；
待阻尼结构铺层铺设完毕后，需灌注阻尼结构铺层前，将搅拌好的活性聚氨酯型环氧增韧剂改性的环氧树脂基体与叶片灌注用环氧树脂固化剂混合，即得共固化增韧剂改性的环氧树脂。该活性聚氨酯型环氧增韧剂改性的环氧树脂基体与叶片灌注用环氧树脂固化剂的重量百分比为：100:32～40。该叶片灌注用环氧树脂固化剂的量，既要满足固化反应所用固化剂的量，还要满足活性聚氨酯型环氧增韧剂与固化剂反应的量。
(2)向预制的阻尼结构铺层打孔
在预制的阻尼结构铺层的上下表面打孔和/或开细槽，目的是提高该阻尼结构铺层与叶片本体的界面结合强度。具体的，该预制的阻尼结构铺层上下表面打孔或开细槽的尺寸可根据实际情况设定。
本实施例中预制的阻尼结构铺层上下表面打孔的孔径一般为1～2mm，孔间距一般为20～30mm；若开细槽，该细槽的直径为1～2mm，槽间距一般也为20～30mm。
(3)制备阻尼降噪风电叶片
将打孔和/或开细槽后的阻尼结构铺层铺设在制备叶片的模具中外蒙皮的内侧，然后按照风电叶片传统灌注成型工艺完成叶片成型，固化后脱模，即得阻尼降噪风电叶片。
本实施例通过结合工艺的可操作性、简便程度和节约成本的考虑，限定较优实施例为，该阻尼结构铺层铺设在叶片距叶根部70％～90％的位置处，既能达到良好的阻尼降噪效果，又能节约成本，简化操作，提高叶片生产效率。
本发明通过提供一种预制的阻尼性能优异的阻尼结构铺层，并通过在阻尼结构铺层上打微孔的方法，使其与叶片本体铺层一体灌注，能良好的实现叶片阻尼结构的一体成型，形成阻尼性能优异，界面结合强度高且降噪功能明显的风电叶片，该制备方法得到的阻尼降噪风电叶片的噪声比现有风电叶片噪声降低1％～5％。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种阻尼降噪风电叶片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)制备阻尼结构铺层
清理模具，涂抹脱模剂，依次在模具中从下往上铺设表面毡、纤维织物和表面毡，铺层结束后，依次再铺脱模布、隔离膜和导流网，粘结真空袋膜、插接抽气管和进胶管，采用真空灌注工艺将改性的环氧树脂体系导入到铺层中，固化后脱模，即得预制的阻尼结构铺层；
其中，改性的环氧树脂体系采用共固化增韧剂改性的环氧树脂，其制备方法为：
向叶片灌注用环氧树脂基体中加入活性聚氨酯型环氧增韧剂，搅拌30～50min后静置，待灌注阻尼结构铺层前，将所述活性聚氨酯型环氧增韧剂改性的环氧树脂基体与叶片灌注用环氧树脂固化剂混合，即得所述共固化增韧剂改性的环氧树脂；
(2)向所述预制的阻尼结构铺层打孔
在所述预制的阻尼结构铺层的上下表面打孔和/或开细槽；
(3)制备阻尼降噪风电叶片
将打孔和/或开细槽后的阻尼结构铺层铺设在制备叶片的模具中，按风电叶片灌注成型工艺完成叶片成型，固化后脱模，即得所述阻尼降噪风电叶片。
2.根据权利要求1所述的阻尼降噪风电叶片的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中位于中间层的纤维织物为一层至多层，所述阻尼结构铺层的厚度为2～10mm。
3.根据权利要求2所述的阻尼降噪风电叶片的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中表面毡采用玻纤表面毡，纤维织物采用玻纤织物或碳纤织物。
4.根据权利要求1所述的阻尼降噪风电叶片的制备方法，其特征在于，所述共固化增韧剂改性的环氧树脂制备过程中，所述叶片灌注用环氧树脂基体与活性聚氨酯型环氧增韧剂的重量百分比为：100:15～25，所述活性聚氨酯型环氧增韧剂改性的环氧树脂基体与叶片灌注用环氧树脂固化剂的重量百分比为：100:32～40。
5.根据权利要求1所述的阻尼降噪风电叶片的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中在所述预制的阻尼结构铺层的上下表面打孔的孔径为1～2mm，开细槽的槽直径为1～2mm。
6.根据权利要求5所述的阻尼降噪风电叶片的制备方法，其特征在于，所述预制的阻尼结构铺层的上下表面打孔的孔间距为20～30mm，开细槽的槽间距为20～30mm。
7.根据权利要求1所述的阻尼降噪风电叶片的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中阻尼结构铺层铺设在制备叶片的模具中外蒙皮的内侧。
8.根据权利要求7所述的阻尼降噪风电叶片的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中阻尼结构铺层铺设在叶片距叶根部70％～90％的位置处。
9.一种阻尼降噪风电叶片，其特征在于，所述风电叶片采用权利要求1至8任一项所述的阻尼降噪风电叶片的制备方法制备而成。
CN201910821714.1A 2019-09-02 2019-09-02 一种阻尼降噪风电叶片及其制备方法 Active CN110483951B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910821714.1A CN110483951B (zh) 2019-09-02 2019-09-02 一种阻尼降噪风电叶片及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910821714.1A CN110483951B (zh) 2019-09-02 2019-09-02 一种阻尼降噪风电叶片及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110483951A CN110483951A (zh) 2019-11-22
CN110483951B true CN110483951B (zh) 2020-06-19

Family

ID=68556163

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910821714.1A Active CN110483951B (zh) 2019-09-02 2019-09-02 一种阻尼降噪风电叶片及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110483951B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111941896A (zh) * 2020-07-27 2020-11-17 明阳智慧能源集团股份公司 一种提升风力发电机叶片阻尼性能的方法
CN112140586A (zh) * 2020-09-18 2020-12-29 三一重能有限公司 风电叶片主梁灌注方法及灌注系统
CN113352669A (zh) * 2021-06-29 2021-09-07 连云港中复连众复合材料集团有限公司 一种风电叶片及加工方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102146196A (zh) * 2011-01-27 2011-08-10 北京玻钢院复合材料有限公司 一种高阻尼环氧树脂复合材料的制备方法
CN102627933A (zh) * 2012-04-13 2012-08-08 黑龙江省化工研究院有限责任公司 大功率风电叶片用触变胶及其制备方法
CN107009644A (zh) * 2017-05-05 2017-08-04 保定华翼风电叶片研究开发有限公司 一种风电叶片制造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102146196A (zh) * 2011-01-27 2011-08-10 北京玻钢院复合材料有限公司 一种高阻尼环氧树脂复合材料的制备方法
CN102627933A (zh) * 2012-04-13 2012-08-08 黑龙江省化工研究院有限责任公司 大功率风电叶片用触变胶及其制备方法
CN107009644A (zh) * 2017-05-05 2017-08-04 保定华翼风电叶片研究开发有限公司 一种风电叶片制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110483951A (zh) 2019-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110483951B (zh) 一种阻尼降噪风电叶片及其制备方法
CN108521016A (zh) 一种舰载雷达天线罩及其制造方法
CN103042700B (zh) 一种分段叶片一体化成型方法及装置
CN207947378U (zh) 一种舰载雷达天线罩
CN101695871A (zh) 一种大型风力叶片及其制作工艺
CN103921457A (zh) 一种采用拉挤工艺制造的单向片材制造风机叶片主梁或辅梁的方法
CN103216041A (zh) 一种用于结构加固的平面网格筋、模具及制作方法
CN105881936A (zh) 提高风电叶片根部拉挤预制件表面度和尺寸一致性的方法
CN103042701A (zh) 一种风电叶片一体化成型装置及方法
CN101235797A (zh) 竹制复合材料风力机叶片及其真空灌输工艺
CN102514205B (zh) 一种复合材料风电叶片根部成型方法
CN107246354B (zh) 一种风电叶片及其制造方法
CN106903917A (zh) 风力发电叶片及其制作方法
CN102975374A (zh) 风机叶片用碳纤维复合材料主梁帽的制造方法及制造装置
CN106965456A (zh) 一种多叶复合材料螺旋桨成型方法
CN108005846A (zh) 大型风电叶片用主承力梁、混杂翼梁复合材料风电叶片及其制备方法
CN102114710A (zh) 一种制备大型复合材料风力发电机叶片的方法
CN110065287A (zh) 一种泡芯相变夹层结构复合材料及其制备方法
CN109571991B (zh) 采用不同材料制备风电叶片主梁的方法
CN105690799B (zh) 碳纤维增强树脂基复合材料轨道车辆车头罩的制备方法
CN110452496A (zh) 一种改性玻璃纤维增强树脂层合板及其制备方法
CN101186116A (zh) 风机叶片的生产工艺
CN106881879A (zh) 一种采用二次胶接工艺制造复合材料胶接结构的方法
CN206999679U (zh) 碳纤维双面板加筋结构件
CN101767469A (zh) 一种大型风力叶片整体成型工艺

Legal Events

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