CN114030110A - 兆瓦级风力发电叶片拐角应力集中消除方法及叶片 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种兆瓦级风力发电叶片拐角应力集中消除方法及叶片，消除方法包括：脱模布层铺设、外蒙皮层铺设、芯材层铺设、内蒙皮层铺设和真空预抽紧，将脱模布铺设于模具的凹槽内，且将脱模布的两侧伸出凹槽外并与模具的外表面连接，脱模布对应模具内表面拐角的位置及对应模具外表面的位置均与模具通过双面胶带粘接，脱模布对应模具内表面非拐角的位置及对应模具内外表面之间边沿的位置均与模具通过喷胶粘接，将多层外蒙皮依次铺设于脱模布层背离模具的一侧，将芯材铺设于外蒙皮层背离脱模布层的一侧，将多层内蒙皮依次铺设于芯材层背离外蒙皮层的一侧，对脱模布层、外蒙皮层、芯材层及内蒙皮层进行抽真。
Description
技术领域
本申请涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种兆瓦级风力发电叶片拐角应力集中消除方法及叶片。
背景技术
随着新能源风力发电行业的发展，风力发电机功率快速提升，兆瓦级风力发电叶片越来越多，且兆瓦级风力发电叶片正向着大型化、轻量化、智能化快速发展。
但是，由于在大型风力发电叶片(如：兆瓦级风力发电叶片)的拐角极易产生富树脂而引发应力集中，从而导致拐角处胶粘剂及铺层易发生断裂而增加维修成本。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种兆瓦级风力发电叶片拐角应力集中消除方法及叶片，主要解决的技术问题是：消除兆瓦级发电叶片拐角处应力，从而降低维修成本。
为了实现上述目的，第一方面，本申请实施例提供一种兆瓦级风力发电叶片拐角应力集中消除方法，包括：脱模布层铺设、外蒙皮层铺设、芯材层铺设、内蒙皮层铺设和真空预抽紧，将脱模布铺设于模具的凹槽内，且将所述脱模布的两侧伸出所述凹槽外并与所述模具的外表面连接，所述脱模布对应所述模具内表面拐角的位置及对应所述模具外表面的位置均与所述模具通过双面胶带粘接，所述脱模布对应所述模具内表面非拐角的位置及对应所述模具内外表面之间边沿的位置均与所述模具通过喷胶粘接，将多层外蒙皮依次铺设于所述脱模布层背离所述模具的一侧，将芯材铺设于所述外蒙皮层背离所述脱模布层的一侧，将多层内蒙皮依次铺设于所述芯材层背离所述外蒙皮层的一侧，对所述脱模布层、所述外蒙皮层、所述芯材层及所述内蒙皮层进行抽真空。
在本申请一些变更实施例中，所述脱模布对应所述模具内表面拐角的位置及对应所述模具外表面的位置均与所述模具通过双面胶带粘接包括：将所述双面胶带粘贴于所述模具上，用手按压所述双面胶带以使所述双面胶带与所述模具之间无空腔，撕除所述双面胶带的离型纸并将所述脱模布粘贴于所述双面胶带上,用手按压所述脱模布对应所述双面胶带的位置以使所述脱模布和所述双面胶带之间无空腔。
在本申请一些变更实施例中，所述脱模布层铺设后包括：用手按压所述脱模布层背离所述模具的表面以使所述脱模布层和所述模具之间无空腔。
在本申请一些变更实施例中，所述将多层外蒙皮依次铺设于所述脱模布层背离所述模具的一侧包括：铺设第一层所述外蒙皮后，使用压辊擀压第一层所述外蒙皮背离所述脱模布层一侧的表面以使第一层所述外蒙皮和所述脱模布层之间无空腔；自铺设第一层所述外蒙皮后，每铺设一层所述外蒙皮后均使用所述压辊擀压所述外蒙皮以使相邻两层所述外蒙皮之间无空腔。
在本申请一些变更实施例中，第一层所述外蒙皮的边缘伸出所述模具的凹槽外且不翻折，在所述外蒙皮层铺设完成后，沿着所述模具的内边沿剪切第一层所述外蒙皮伸出所述凹槽外的部分。
在本申请一些变更实施例中，在所述模具内表面拐角的半径小于10毫米时，使用圆形压辊对所述外蒙皮对应所述模具内表面拐角的位置沿着叶片的轴向方向擀压所述外蒙皮；在所述模具内表面拐角的半径大于10毫米时，使用矩形压辊对所述外蒙皮对应所述模具内表面拐角的位置自所述拐角的一侧向所述拐角的另一侧来回擀压。
在本申请一些变更实施例中，所述将芯材铺设于所述外蒙皮层背离所述脱模布层的一侧包括：所述芯材对应所述模具内表面拐角的位置与所述外蒙皮层之间通过喷胶粘接，且喷胶后用手按压所述芯材背离所述外蒙皮层的表面以使所述芯材和所述外蒙皮层之间无空腔。
在本申请一些变更实施例中，所述将多层内蒙皮依次铺设于所述芯材层背离所述外蒙皮层的一侧包括：铺设第一层所述内蒙皮后采用压辊擀压第一层所述内蒙皮背离所述芯材层一侧的表面以使第一层所述内蒙皮和所述芯材层之间无空腔；自铺设第一层所述内蒙皮后，每铺设一层所述内蒙皮后均采用所述压辊擀压所述内蒙皮以使相邻两层所述内蒙皮之间无空腔。
在本申请一些变更实施例中，所述真空预抽紧后还包括：使用包裹有泡沫板的吸胶毡多次按压所述内蒙皮层背离所述芯材层一侧表面对应所述模具内表面拐角的位置。
在本申请一些变更实施例中，所述模具内表面拐角的半径小于5毫米时，所述吸胶毡的一侧端部直接按压所述内蒙皮层；所述模具内表面拐角的半径大于5毫米时，所述吸胶毡的一侧端部自所述模具的拐角的一侧向所述模具的拐角的另一侧来回擀压。
第二方面，基于同一构思，本申请实施例还提供一种兆瓦级风力发电叶片，所述兆瓦级风力发电叶片根据第一方面中所述的方法制成。
本申请提供一种兆瓦级风力发电叶片拐角应力集中消除方法，包括：脱模布层铺设、外蒙皮层铺设、芯材层铺设、内蒙皮层铺设和真空预抽紧，将脱模布铺设于模具的凹槽内，且将所述脱模布的两侧伸出所述凹槽外并与所述模具的外表面连接，所述脱模布对应所述模具内表面拐角的位置及对应所述模具外表面的位置均与所述模具通过双面胶带粘接，所述脱模布对应所述模具内表面非拐角的位置及对应所述模具内外表面之间边沿的位置均与所述模具通过喷胶粘接，将多层外蒙皮依次铺设于所述脱模布层背离所述模具的一侧，将芯材铺设于所述外蒙皮层背离所述脱模布层的一侧，将多层内蒙皮依次铺设于所述芯材层背离所述外蒙皮层的一侧，对所述脱模布层、所述外蒙皮层、所述芯材层及所述内蒙皮层进行抽真。本申请中，其一，脱模布对应模具内表面拐角的位置与模具通过双面胶带贴实，使得在填充树脂时脱模布和模具内表面拐角之间无空腔来堆积树脂，由此，所制作的兆瓦级发电叶片拐角处不会残留富树脂，进而能够消除富树脂所带来的应力集中的问题，从而能够降低由于应力集中所导致的胶粘剂断裂、铺层断裂所带来的维修成本，同时能够提高叶片质量；其二，脱模布对应模具外表面的位置与模具通过双面胶带粘接，使得位于模具外表面侧的脱模布与模具之间无空腔堆积树脂，由此不会残留富树脂，从而能够提高叶片质量，且能够减少由于富树脂所带来的维修成本；其三，该方法操作简单，作业效率高。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本申请的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本申请实施例的脱模布层铺设于模具的过程示意图；
图2为本申请实施例的脱模布层铺设于模具的完工示意图；
图3为本申请实施例的第一层外蒙皮铺设时的示意图一；
图4为本申请实施例的第一层外蒙皮铺设时的示意图二；
图5为本申请实施例的第一层外蒙皮铺设时的示意图三。
附图标记说明：
10-脱模布，20-模具，210-凹槽，30-双面胶带，410-第一层外蒙皮，510-圆形压辊，520-矩形压辊。
具体实施方式
为使本申请实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施方式。
在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
第一方面
本申请实施例提供一种兆瓦级风力发电叶片拐角应力集中消除方法，参见图1和图2所示，该消除方法包括：
101、脱模布层铺设，将脱模布10铺设于模具20的凹槽210内，且将脱模布10的两侧伸出凹槽外并与模具20的外表面连接，脱模布10对应模具20内表面拐角的位置及对应模具20外表面的位置均与模具20通过双面胶带30粘接，脱模布10对应模具20内表面非拐角的位置及对应模具20内外表面之间边沿的位置均与模具20通过喷胶粘接；
102、外蒙皮层铺设，将多层外蒙皮依次铺设于脱模布层背离模具20的一侧；
103、芯材层铺设，将芯材铺设于外蒙皮层背离脱模布层的一侧；
104、内蒙皮层铺设，将多层内蒙皮依次铺设于芯材层背离外蒙皮层的一侧；
105、真空预抽紧，对脱模布层、外蒙皮层、芯材层及内蒙皮层进行抽真空。
具体来讲，上述中脱模布层铺设时，将脱模布10捋平，确保无褶皱后使用双面胶带和喷胶粘接；上述中的外蒙皮层包含有根部外蒙皮层，根部外蒙皮层可独立/不独立于外蒙皮层中的其他部分；上述中的内蒙皮层包含有根部内蒙皮层，根部内蒙皮层可独立/不独立于内蒙皮层中的其他部分；上述中的内蒙皮层远离芯材层的最后一个内蒙皮伸出凹槽210外，并超出凹槽210外边沿10-30毫米，由此能够确保在叶片长度范围的边沿被一层内蒙皮翻边覆盖。
本实施例中，其一，脱模布对应模具内表面拐角的位置与模具通过双面胶带贴实，使得在填充树脂时脱模布和模具内表面拐角之间无空腔来堆积树脂，由此，所制作的兆瓦级发电叶片拐角处不会残留富树脂，进而能够消除富树脂所带来的应力集中的问题，从而能够降低由于应力集中所导致的胶粘剂断裂、铺层断裂所带来的维修成本，同时能够提高叶片质量；其二，脱模布对应模具外表面的位置与模具通过双面胶带粘接，使得位于模具外表面侧的脱模布与模具之间无空腔堆积树脂，由此不会残留富树脂，从而能够提高叶片质量，且能够减少由于富树脂所带来的维修成本；其三，该方法操作简单，作业效率高。
具体实施时，当兆瓦级发电叶片的轴向尺寸较大时，可将脱模布10剪开，并在剪开位置搭接小面积脱模布以使脱模布10能够捋平，当然，当兆瓦级发电叶片对应模具20内表面拐角的位置的弧度较大时，也可将脱模布10剪开，并在剪开位置搭接小面积脱模布以使脱模布10能够捋平。
在本申请一个实施例中，参见图1和图2所示，脱模布10对应模具20内表面拐角的位置及对应模具20外表面的位置均与模具20通过双面胶带30粘接包括：
201、将双面胶带30粘贴于模具20上；
202、用手按压双面胶带30以使双面胶带30与模具20之间无空腔；
203、撕除双面胶带30的离型纸并将脱模布10粘贴于双面胶带30上；
204、用手按压脱模布10对应双面胶带30的位置以使脱模布10和双面胶带30之间无空腔。
具体实施时，上述中的用手按压双面胶带30以使双面胶带30与模具20之间无空腔，可以是手沿着拐角的延伸方向(即：叶片的轴向方向)按压双面胶带30以使双面胶带30与模具20之间无空腔，同样地，用手按压脱模布10对应双面胶带30的位置以使脱模布10和双面胶带30之间无空腔，其可以是手沿着叶片的轴向方向按压。
本实施例中，粘贴双面胶带的过程中，用手按压双面胶带以使双面胶带与模具之间无空腔，且用手按压脱模布以使脱模布和双面胶带之间无空腔，从而能够确保双面胶带与模具、脱模布之间的拐角随形、无悬空，由此，能够使得所制作的兆瓦级发电叶片拐角处不会残留富树脂，进而能够进一步消除由于富树脂所带来的应力集中的问题，并能够降低由于富树脂所带来的维修成本，同时能够提高叶片质量。
在本申请一个实施例中，在脱模布层铺设后包括：用手按压脱模布层背离模具20的表面以使脱模布层和模具20之间无空腔。本实施例中，通过整体按压脱模布层，即按压脱模布层对应模具内表面的拐角位置、非拐角位置及外表面的位置，从而使得脱模布层和模具之间贴的更实，由此，能够使得所制作的兆瓦级发电叶片拐角处不会残留富树脂，进而能够进一步消除由于富树脂所带来的应力集中的问题，并能够降低由于富树脂所带来的维修成本，同时能够提高叶片质量。
在本申请一个实施例中，参见图3所示，将多层外蒙皮依次铺设于脱模布层背离模具20的一侧包括：铺设第一层外蒙皮410后，使用压辊擀压第一层外蒙皮410背离脱模布层一侧的表面以使第一层外蒙皮410和脱模布层之间无空腔；自铺设第一层外蒙皮410后，每铺设一层外蒙皮后均使用压辊擀压外蒙皮以使相邻两层外蒙皮之间无空腔。本实施例中，通过压辊擀压使得外蒙皮层和脱模布层之间及外蒙皮层中的多个外蒙皮之间无空腔，由此，能够使得所制作的兆瓦级发电叶片拐角处不会残留富树脂，进而能够进一步消除由于富树脂所带来的应力集中的问题，并能够降低由于富树脂所带来的维修成本，同时能够提高叶片质量。
在本申请一个实施例中，参见图3所示，第一层外蒙皮410的边缘伸出模具20的凹槽210外且不翻折，在外蒙皮层铺设完成后，沿着模具20的内边沿裁剪第一层外蒙皮410伸出凹槽210外的部分，由此能够在外蒙皮层全部压实后裁剪。
在本申请一个实施例中，参见图4和图5所示，在模具20内表面拐角的半径小于10毫米时，使用圆形压辊510对外蒙皮对应模具20内表面拐角的位置沿着叶片的轴向方向擀压外蒙皮；在模具20内表面拐角的半径大于10毫米时，使用矩形压辊520对外蒙皮对应模具20内表面拐角的位置自拐角的一侧向拐角的另一侧来回擀压。
具体来讲，上述中的来回擀压至少3来回，以使外蒙皮和脱模布之间、相邻两个外蒙皮之间无空腔；上述实施例中，通过圆形压辊和矩形压辊的组合更节省成本，且方便作业。
需要说明的是，图4和图5中均以第一层外蒙皮410为示例示出。
在本申请一个实施例中，将芯材铺设于外蒙皮层背离脱模布层的一侧包括：芯材对应模具20内表面拐角的位置与外蒙皮层之间通过喷胶粘接，且喷胶后用手按压芯材背离外蒙皮层的表面以使芯材和外蒙皮层之间无空腔。
具体来讲，上述中的芯材层铺设中，芯材对应模具20内表面拐角的位置与外蒙皮层之间通过喷胶粘接，且喷胶后用手按压芯材背离外蒙皮层的表面以使芯材和外蒙皮层之间无空腔，即芯材层下的外蒙皮层通过前述方法压实后，铺设对应模具20内表面拐角位置的芯材，芯材与对应拐角位置的外蒙皮层贴合，喷胶固定，用手按压，若存在超差，按芯材修补标准(间隙≤3mm)进行修补；本实施例中，通过芯材与外蒙皮层贴实、压实，芯材间层和外蒙皮层之间对应模具20拐角的位置不产生空腔，解决了叶片横向开裂问题。
在本申请一个实施例中，将多层内蒙皮依次铺设于芯材层背离外蒙皮层的一侧包括：铺设第一层内蒙皮后采用压辊擀压第一层内蒙皮背离芯材层一侧的表面以使第一层内蒙皮和芯材层之间无空腔；自铺设第一层内蒙皮后，每铺设一层内蒙皮后均采用压辊擀压内蒙皮以使相邻两层内蒙皮之间无空腔。
具体来讲，上述中的内蒙皮层的铺设方法及采用工具可参考外蒙皮层的铺设，此处不再赘述；上述中的每铺设1层内蒙皮后均使用压辊进行擀压，从而能够有效增强叶片玻璃钢的疲劳特性，提升了叶片的强度和使用寿命。
在本申请一个实施例中，真空预抽紧后还包括：使用包裹有泡沫板的吸胶毡多次按压内蒙皮层背离芯材层一侧表面对应模具20内表面拐角的位置。
上述中的真空预抽紧操作过程中，当真空压力表示数达到-0.065MPa时关闭真空阀门，整理模具20内表面拐角所对应的真空薄膜，并用包裹由约200*500毫米泡沫板的吸胶毡，反复按压拐角位置，将拐角位置纤维布压实，贴紧。
在本申请一个实施例中，模具20内表面拐角的半径小于5毫米时，吸胶毡的一侧端部直接按压内蒙皮层；模具20内表面拐角的半径大于5毫米时，吸胶毡的一侧端部自模具20的拐角的一侧向模具的拐角的另一侧来回擀压，从而能够有效消除叶片拐角富树脂引发的应力集中，为叶片质量提供有力保障。
第二方面
基于同一构思，本申请实施例还提供一种兆瓦级风力发电叶片，该兆瓦级风力发电叶片根据第一方面中的方法制成，由此使得所制成的兆瓦级风力发电叶片的质量高。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“纵”、“横”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“相连”等应做广义理解，例如可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定、对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种兆瓦级风力发电叶片拐角应力集中消除方法，其特征在于，包括：
脱模布层铺设，将脱模布铺设于模具的凹槽内，且将所述脱模布的两侧伸出所述凹槽外并与所述模具的外表面连接，所述脱模布对应所述模具内表面拐角的位置及对应所述模具外表面的位置均与所述模具通过双面胶带粘接，所述脱模布对应所述模具内表面非拐角的位置及对应所述模具内外表面之间边沿的位置均与所述模具通过喷胶粘接；
外蒙皮层铺设，将多层外蒙皮依次铺设于所述脱模布层背离所述模具的一侧；
芯材层铺设，将芯材铺设于所述外蒙皮层背离所述脱模布层的一侧；
内蒙皮层铺设，将多层内蒙皮依次铺设于所述芯材层背离所述外蒙皮层的一侧；
真空预抽紧，对所述脱模布层、所述外蒙皮层、所述芯材层及所述内蒙皮层进行抽真空。
2.根据权利要求1所述的消除方法，其特征在于，
所述脱模布对应所述模具内表面拐角的位置及对应所述模具外表面的位置均与所述模具通过双面胶带粘接包括：
将所述双面胶带粘贴于所述模具上；
用手按压所述双面胶带以使所述双面胶带与所述模具之间无空腔；
撕除所述双面胶带的离型纸并将所述脱模布粘贴于所述双面胶带上；
用手按压所述脱模布对应所述双面胶带的位置以使所述脱模布和所述双面胶带之间无空腔。
3.根据权利要求2所述的消除方法，其特征在于，
所述脱模布层铺设后包括：
用手按压所述脱模布层背离所述模具的表面以使所述脱模布层和所述模具之间无空腔。
4.根据权利要求3所述的消除方法，其特征在于，
所述将多层外蒙皮依次铺设于所述脱模布层背离所述模具的一侧包括：
铺设第一层所述外蒙皮后，使用压辊擀压第一层所述外蒙皮背离所述脱模布层一侧的表面以使第一层所述外蒙皮和所述脱模布层之间无空腔；
自铺设第一层所述外蒙皮后，每铺设一层所述外蒙皮后均使用所述压辊擀压所述外蒙皮以使相邻两层所述外蒙皮之间无空腔。
5.根据权利要求4所述的消除方法，其特征在于，
第一层所述外蒙皮的边缘伸出所述模具的凹槽外且不翻折，在所述外蒙皮层铺设完成后，沿着所述模具的内边沿剪切第一层所述外蒙皮伸出所述凹槽外的部分。
6.根据权利要求4所述的消除方法，其特征在于，
在所述模具内表面拐角的半径小于10毫米时，使用圆形压辊对所述外蒙皮对应所述模具内表面拐角的位置沿着叶片的轴向方向擀压所述外蒙皮；
在所述模具内表面拐角的半径大于10毫米时，使用矩形压辊对所述外蒙皮对应所述模具内表面拐角的位置自所述拐角的一侧向所述拐角的另一侧来回擀压。
7.根据权利要求4所述的消除方法，其特征在于，
所述将芯材铺设于所述外蒙皮层背离所述脱模布层的一侧包括：
所述芯材对应所述模具内表面拐角的位置与所述外蒙皮层之间通过喷胶粘接，且喷胶后用手按压所述芯材背离所述外蒙皮层的表面以使所述芯材和所述外蒙皮层之间无空腔。
8.根据权利要求7所述的消除方法，其特征在于，
所述将多层内蒙皮依次铺设于所述芯材层背离所述外蒙皮层的一侧包括：
铺设第一层所述内蒙皮后采用压辊擀压第一层所述内蒙皮背离所述芯材层一侧的表面以使第一层所述内蒙皮和所述芯材层之间无空腔；
自铺设第一层所述内蒙皮后，每铺设一层所述内蒙皮后均采用所述压辊擀压所述内蒙皮以使相邻两层所述内蒙皮之间无空腔。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的消除方法，其特征在于，
所述真空预抽紧后还包括：
使用包裹有泡沫板的吸胶毡多次按压所述内蒙皮层背离所述芯材层一侧表面对应所述模具内表面拐角的位置。
10.一种兆瓦级风力发电叶片，其特征在于，
所述兆瓦级风力发电叶片根据权利要求1至9中任一项所述的方法制成。
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