CN117367972A - 风电叶片壳体合模过程中结构胶胶条稳定性的预测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种风电叶片壳体合模过程中结构胶胶条稳定性的预测方法，包括以下步骤：测量结构胶胶条的屈服应力值，计算结构胶胶条在重力作用下的剪切应力值以判断结构胶胶条不会发生流挂行为；通过蠕变测试结果判断所述结构胶胶条在重力作用下是否会发生壁面滑移行为；测量结构胶胶条的粘附力和屈服力，计算结构胶胶条在翻转过程中受到的第一合力和第二合力，若第一合力小于粘附力且第二合力小于屈服力，则结构胶胶条在翻转过程中不会发生掉落；若第一合力大于粘附力或第二合力大于屈服力，则结构胶在翻转过程中会发生掉落。本发明解决了现有技术中缺少针对风电叶片翻转过程中结构胶稳定性的快速有效的预测方法的问题。
Description
技术领域
本发明涉及胶粘剂技术领域，尤其涉及一种风电叶片壳体合模过程中结构胶胶条稳定性的预测方法。
背景技术
风电叶片是风力发电系统的核心部件，其主要采用的成型方式为以主梁系统作为支撑结构，在壳体前后缘及主梁、腹板位置使用结构胶胶条进行粘接。由于风电叶片尺寸较大且制作工艺繁琐，在制造、运输、安装及运行的过程中，都可能会产生损伤，风电叶片的结构形式多样，所受载荷环境复杂，使得复合材料叶片中的损伤模式与破坏机理非常复杂，其中以胶接失效带来的后果最为严重，不仅会严重降低风电叶片的负载、强度，甚至会影响风电叶片的结构完整性。而针对缺胶区域的修复往往需要对通过对风电叶片的壳体进行二次破坏来实现。
风电叶片的上下壳体合模粘接时需要保证粘接面积和粘接强度，在粘接面上涂抹的结构胶必须充盈，避免上下壳体合模后出现缺胶等粘接缺陷，以保证上下壳体及腹板间的有效粘接。因此，结构胶必须具备优异的抗流挂性以保证结构胶在施胶阶段不会在重力的作用下发生垂流或塌陷，同时还要保证结构胶不会沿着粘接面发生滑移行为。在保证结构胶不会发生垂流或塌陷和不会发生滑移行为，还要考虑在上下壳体合模阶段，结构胶是否稳定。
但是，现有技术中缺乏能够快速有效的预测结构胶在上下壳体合模阶段是否稳定的方法，并且已成为制约风电叶片制造效率及长运行寿命发展的重要瓶颈之一。因此，迫切需要发展先进的分析方法和测试技术，分析结构胶在风电叶片上下壳体合模的动态翻转过程的受力情况、以及预测翻转后结构胶是否发生掉落等方面开展研究，这对于提升叶片制造效率、减少成本和保障叶片安全运行均具有重要意义。
因此，有必要开发一种风电叶片壳体合模过程中结构胶胶条稳定性的预测方法以解决现有技术中存在的上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种风电叶片壳体合模过程中结构胶胶条稳定性的预测方法，解决了现有技术中缺少针对风电叶片翻转过程中结构胶稳定性的快速有效的预测方法的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种风电叶片壳体合模过程中结构胶胶条稳定性的预测方法，包括以下步骤：
S0：提供结构胶胶条；
S1：测量所述结构胶胶条的屈服应力值，计算所述结构胶胶条在重力作用下的剪切应力值，当所述屈服应力值大于所述剪切应力值时，所述结构胶胶条不会发生流挂行为；
S2：将应力设定为计算得到的所述剪切应力值，然后对所述结构胶胶条进行蠕变测试，通过所述蠕变测试结果判断所述结构胶胶条在重力作用下是否会发生壁面滑移行为；
S3：测量所述结构胶胶条的粘附力和屈服力，计算所述结构胶胶条在翻转过程中受到的第一合力和第二合力，若所述第一合力小于所述粘附力且所述第二合力小于所述屈服力，则所述结构胶胶条在翻转过程中不会发生掉落；若所述第一合力大于所述粘附力或所述第二合力大于所述屈服力，则所述结构胶胶条在翻转过程中会发生掉落。
可选的，所述第一合力的计算公式为：
其中，Fn1为第一合力，Gsum为结构胶胶条在翻转过程中受到的重力，θ为结构胶胶条在翻转过程中翻转的角度，Fn3为结构胶胶条在翻转过程中受到的向心力。
可选的，所述第二合力的计算公式为：
其中，Fn2为第二合力，Gsum为结构胶胶条在翻转过程中受到的重力，θ为结构胶胶条在翻转过程中翻转的角度，Fn4为结构胶胶条在翻转过程中受到的切向力。
可选的，步骤S3中，测量所述结构胶胶条的粘附力具体包括以下步骤：将所述结构胶胶条置于第一测试板和第二测试板之间，所述第一测试板带动所述结构胶胶条向上移动以得到所述结构胶胶条的应力随时间的变化曲线，通过所述变化曲线中所述结构胶胶条对应的最大应力计算得到所述结构胶胶条的粘附力。
可选的，所述结构胶胶条的粘附力的计算公式为：
其中，F粘附力为结构胶胶条的粘附力，P最大应力为变化曲线中结构胶胶条对应的最大应力，s为结构胶胶条的胶层截面面积。
可选的，所述第一测试板和所述第二测试板之间的间隙值为5000μm-40000μm，所述第一测试板带动所述结构胶胶条向上移动的速率为10-50μm/s。
可选的，步骤S3中，测量所述结构胶胶条的屈服力具体包括以下步骤：通过测量所述结构胶胶条的屈服应力值计算所述结构胶胶条的屈服力，所述结构胶胶条的屈服力的计算公式为：
其中，F屈服力为结构胶胶条的屈服力，P屈服应力值为结构胶胶条的屈服应力值，s为结构胶胶条的胶层截面面积。
可选的，步骤S1中，所述结构胶胶条在坡面受重力作用下的剪切应力值的计算公式为：
其中，σ为剪切应力值，s为结构胶胶条的胶层截面面积，w为结构胶胶条的胶层宽度，g为重力常数，ρ为结构胶胶条的密度，α为结构胶胶条的胶层倾斜角度。
可选的，步骤S2中所述蠕变测试的具体步骤包括：将旋转流变仪的应力设为所述剪切应力值，然后对所述结构胶胶条进行蠕变测试，以得到所述结构胶胶条的剪切速率随时间的变化曲线。
可选的，根据所述结构胶胶条的剪切速率随时间的变化曲线来判断所述结构胶胶条是否在重力作用下发生壁面滑移行为，若所述结构胶胶条的剪切速率随时间的变化曲线呈下降趋势，则所述结构胶胶条在重力作用下不发生壁面滑移行为，若所述结构胶胶条的剪切速率随时间的变化曲线呈现上升趋势，则所述结构胶胶条在重力作用下发生壁面滑移行为。
本发明的所述预测方法的有益效果在于：本发明建立了一种能够快速有效评价结构胶胶条在风电叶片壳体合模过程中是否稳定的预测方法，弥补了现有技术的空白，同时可以快速判断结构胶胶条在施胶阶段是否会发生流挂行为和壁面滑移行为；本申请的预测方法还可用于指导配方的优化，实现根据测试过程中结构胶胶条的状态及缺陷改善程度来调整结构胶胶条的配方及优化工艺；本申请还可快速测量结构胶胶条的粘附力。
附图说明
图1为本发明实施例的风电叶片壳体合模过程中结构胶胶条稳定性的预测方法的流程图；
图2为本发明实施例的风电叶片壳体合模过程中结构胶胶条处于静态时的受力分析示意图；
图3为本发明实施例的风电叶片壳体合模过程中结构胶胶条处于动态时的受力分析示意图；
图4为本发明实施例的样品TS390-L1/TS395在不同应力下剪切速率随时间变化的曲线示意图；
图5为本发明实施例的样品TS390-L2/TS395在不同应力下剪切速率随时间变化的曲线示意图；
图6为本发明实施例的样品TS390-L3/TS395在不同应力下剪切速率随时间变化的曲线示意图；
图7为本发明实施例的样品TS390-L4/TS395在不同应力下剪切速率随时间变化的曲线示意图；
图8为本发明实施例的样品TS390-L1/TS395、样品TS390-L1/TS395、样品TS390-L1/TS395和样品TS390-L1/TS395的剪切速率随时间变化的曲线示意图；
图9为本发明实施例的样品TS390-L1/TS395、样品TS390-L1/TS395、样品TS390-L1/TS395和样品TS390-L1/TS395的粘附力测试结果示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
现有技术中缺少能够快速有效预测风电叶片壳体合模过程中结构胶胶条稳定性的方法，针对该问题，本发明为了模拟结构胶胶条在壳体合模阶段的真实流变行为，先对流变测试夹具进行改造，然后通过使用改变后的流变测试夹具测试结构胶胶条的粘附力，再通过应力扫描测试及蠕变测试表征结构胶胶条的屈服应力值及在实际粘接过程中可能发生的壁面滑移行为，又通过控制第一测试板和第二测试板之间的间隙值及第一测试板带动结构胶胶条向上移动的速率测得结构胶与粘接面的粘附力，并引入实际翻转过程的速度、距离以及壳体的振动参数，通过对结构胶进行受力分析，实现了对风电叶片翻转过程中结构胶稳定性的预测。
本发明实施例中，提供了一种风电叶片壳体合模过程中结构胶胶条稳定性的预测方法，参照图1，包括以下步骤：
S0：提供结构胶胶条；
S1：测量所述结构胶胶条的屈服应力值，计算所述结构胶胶条在重力作用下的剪切应力值，当所述屈服应力值大于所述剪切应力值时，所述结构胶胶条不会发生流挂行为；
S2：将应力设定为计算得到的所述剪切应力值，然后对所述结构胶胶条进行蠕变测试，通过所述蠕变测试结果判断所述结构胶胶条在重力作用下是否会发生壁面滑移行为；
S3：测量所述结构胶胶条的粘附力和屈服力，计算所述结构胶胶条在翻转过程中受到的第一合力和第二合力，若所述第一合力小于所述粘附力且所述第二合力小于所述屈服力，则所述结构胶胶条在翻转过程中不会发生掉落；若所述第一合力大于所述粘附力或所述第二合力大于所述屈服力，则所述结构胶胶条在翻转过程中会发生掉落。
本发明的一些实施例，所述第一合力的计算公式为：
其中，Fn1为第一合力，Gsum为结构胶胶条在翻转过程中受到的重力，θ为结构胶胶条在翻转过程中翻转的角度，Fn3为结构胶胶条在翻转过程中受到的向心力。
本发明的一些实施例，所述第二合力的计算公式为：
其中，Fn2为第二合力，Gsum为结构胶胶条在翻转过程中受到的重力，θ为结构胶胶条在翻转过程中翻转的角度，Fn4为结构胶胶条在翻转过程中受到的切向力。
本发明的一些实施例，步骤S3中，测量所述结构胶胶条的粘附力具体包括以下步骤：将所述结构胶胶条置于第一测试板和第二测试板之间，所述第一测试板带动所述结构胶胶条向上移动以得到所述结构胶胶条的应力随时间的变化曲线，通过所述变化曲线中所述结构胶胶条对应的最大应力计算得到所述结构胶胶条的粘附力。
本发明的一些实施例，所述结构胶胶条的粘附力的计算公式为：
其中，F粘附力为结构胶胶条的粘附力，P最大应力为变化曲线中结构胶胶条对应的最大应力，s为结构胶胶条的胶层截面面积。
本发明的一些实施例，所述第一测试板和所述第二测试板之间的间隙值为5000μm-40000μm，所述第一测试板带动所述结构胶胶条向上移动的速率为10-50μm/s。间隙值太小，测得的粘附力会存在间隙依赖性，间隙值太大，结构胶胶条无法堆积到设定的间隙值。
本发明的一些实施例，步骤S3中，测量所述结构胶胶条的屈服力具体包括以下步骤：通过测量所述结构胶胶条的屈服应力值计算所述结构胶胶条的屈服力，所述结构胶胶条的屈服力的计算公式为：
其中，F屈服力为结构胶胶条的屈服力，P屈服应力值为结构胶胶条的屈服应力值，s为结构胶胶条的胶层截面面积。
本发明的一些实施例，所述预测方法还包括：将所述结构胶胶条划分为N个区域，测量每个所述区域的结构胶胶条受到的重力，将N个所述区域的结构胶胶条受到的重力相加以得到所述结构胶胶条在翻转过程中受到的重力。
本发明一些实施例，所述预测方法还包括：将所述结构胶胶条划分为N个区域，测量每个所述区域的结构胶胶条受到的向心力，将N个所述区域的结构胶胶条受到的向心力相加以得到所述结构胶胶条在翻转过程中受到的向心力。另一些实施例，所述结构胶胶条在翻转过程中受到的向心力的计算公式为：
其中，Fn3为结构胶胶条在翻转过程中受到的向心力，F13为第一个所述区域的结构胶胶条在翻转过程中受到的向心力，F23为第二个所述区域的结构胶胶条在翻转过程中受到的向心力，FN3为第N个所述区域的结构胶胶条在翻转过程中受到的向心力。
本发明一些实施例，所述预测方法还包括：将所述结构胶胶条划分为N个区域，测量每个所述区域的结构胶胶条受到的切向力，将N个所述区域的结构胶胶条受到的切向力相加以得到所述结构胶胶条在翻转过程中受到的切向力。另一些实施例，所述结构胶胶条在翻转过程中受到的向心力的计算公式为：
其中，Fn4为结构胶胶条在翻转过程中受到的切向力，F14为第一个所述区域的结构胶胶条在翻转过程中受到的切向力，F24为第二个所述区域的结构胶胶条在翻转过程中受到的切向力，FN4为第N个所述区域的结构胶胶条在翻转过程中受到的切向力。
本发明一些实施例，参照图2，所述结构胶胶条在风电叶片壳体合模过程中处于静态时的受力分析示意图，此时，所述结构胶胶条在静态时受到的第一合力的计算公式为：
其中，为结构胶胶条在静态时受到的第一合力，Gsum为结构胶胶条在静态时受到的重力，/>为结构胶胶条在静态时的角度。
本发明一些实施例，参照图2，所述结构胶胶条在风电叶片壳体合模过程中处于静态时的受力分析示意图，此时，所述结构胶胶条在静态时受到的第二合力的计算公式为：
其中，为结构胶胶条在静态时受到的第二合力，Gsum为结构胶胶条在静态时受到的重力，/>为结构胶胶条在静态时的角度。
本发明一些实施例，参照图2，所述结构胶胶条在风电叶片壳体合模过程中处于静态时的受力分析示意图，此时，第一个所述区域的结构胶胶条在静态时受到的第一合力F11的计算公式为：
其中，F11为第一个所述区域的结构胶胶条在静态时受到的第一合力，G1为第一个所述区域的结构胶胶条在静态时受到的重力，为结构胶胶条在静态时的角度。
本发明一些实施例，参照图2，所述结构胶胶条在风电叶片壳体合模过程中处于静态时的受力分析示意图，此时，第一个所述区域的结构胶胶条在静态时受到的第二合力的计算公式为：
其中，为第一个所述区域的结构胶胶条在静态时受到的第二合力，G1为第一个所述区域的结构胶胶条在静态时受到的重力，/>为结构胶胶条在静态时的角度。
本发明一些实施例，参照图3，所述结构胶胶条在风电叶片壳体合模过程中处于动态时的受力分析示意图，此时，所述第一合力Fn1的计算公式为：
其中，Fn1为第一合力，Gsum为结构胶胶条在翻转过程中受到的重力，θ为结构胶胶条在翻转过程中翻转的角度，Fn3为结构胶胶条在翻转过程中受到的向心力。
本发明一些实施例，参照图3，所述结构胶胶条在风电叶片壳体合模过程中处于动态时的受力分析示意图，此时，所述第二合力Fn2的计算公式为：
其中，Fn2为第二合力，Gsum为结构胶胶条在翻转过程中受到的重力，θ为结构胶胶条在翻转过程中翻转的角度，Fn4为结构胶胶条在翻转过程中受到的切向力。
本发明一些实施例，参照图3，所述结构胶胶条在风电叶片壳体合模过程中处于动态时的受力分析示意图，此时，第一个所述区域的第一合力F11的计算公式为：
其中，F11为第一个所述区域的结构胶胶条在翻转过程中受到的第一合力，G1为第一个所述区域的结构胶胶条在翻转过程中受到的重力，θ为结构胶胶条在翻转过程中翻转的角度，F13为第一个所述区域的结构胶胶条在翻转过程中受到的向心力。
本发明一些实施例，参照图3，所述结构胶胶条在风电叶片壳体合模过程中处于动态时的受力分析示意图，此时，第一个所述区域的第二合力F12的计算公式为：
其中，F12为第一个所述区域的结构胶胶条在翻转过程中受到的第二合力，G1为第一个所述区域的结构胶胶条在翻转过程中受到的重力，θ为结构胶胶条在翻转过程中翻转的角度，F14为第一个所述区域的结构胶胶条在翻转过程中受到的切向力。
本发明一些实施例，步骤S1中，所述结构胶胶条在重力作用下的剪切应力值的计算公式为：
其中，σ为剪切应力值，s为结构胶胶条的胶层截面面积，w为结构胶胶条的胶层宽度，g为重力常数，ρ为结构胶胶条的密度。
本发明又一些实施例，步骤S1中，所述结构胶胶条在坡面受重力作用下的剪切应力值的计算公式为：
其中，σ为剪切应力值，s为结构胶胶条的胶层截面面积，w为结构胶胶条的胶层宽度，g为重力常数，ρ为结构胶胶条的密度，α为结构胶胶条的胶层倾斜角度。
本发明一些实施例，步骤S2中所述蠕变测试的具体步骤包括：将旋转流变仪的应力设为所述剪切应力值，然后对所述结构胶胶条进行蠕变测试，以得到所述结构胶胶条的剪切速率随时间的变化曲线。
本发明一些实施例，根据所述结构胶胶条的剪切速率随时间的变化曲线来判断所述结构胶胶条是否在重力作用下发生壁面滑移行为，若所述结构胶胶条的剪切速率随时间的变化曲线呈下降趋势，则所述结构胶胶条在重力作用下不发生壁面滑移行为，若所述结构胶胶条的剪切速率随时间的变化曲线呈现上升趋势，则所述结构胶胶条在重力作用下发生壁面滑移行为。
本发明一些实施例，所述结构胶胶条的剪切速率随时间的变化曲线呈现上升趋势包括剪切速率随时间的变化曲线先降低后上升，也包括剪切速率随时间的变化曲线直接上升，剪切速率随时间的变化曲线最终的趋势都是上升的。
本发明的另一些实施例，步骤S2还包括：测量M个不同距离下所述结构胶胶条的剪切应力扫描曲线，当所述剪切应力扫描曲线重合时，所述结构胶胶条不会发生壁面滑移行为，其中，M为大于等于2的正整数。
本发明一些实施例，所述M个不同距离的范围为200-3000微米，所述M个不同距离中的相邻两个距离之间的差值范围为100-1500微米。
本发明一些实施例，当M为3时，3个不同距离分别为第一距离、第二距离和第三距离，分别测试所述第一距离下所述结构胶胶条的第一剪切应力扫描曲线、所述第二距离下所述结构胶胶条的第二剪切应力扫描曲线、所述第三距离下所述结构胶胶条的第三剪切应力扫描曲线，若所述第一剪切应力扫描曲线、所述第二剪切应力扫描曲线和所述第三剪切应力扫描曲线重合，则所述结构胶胶条不会发生壁面滑移行为，若所述第一剪切应力扫描曲线、所述第二剪切应力扫描曲线和所述第三剪切应力扫描曲线之间不重合，则所述结构胶胶条会发生壁面滑移行为。
本发明一些实施例，所述第一距离的范围为400-600微米，所述第二距离的范围为900-1100微米，所述第三距离的范围为1400-1600微米。
实施例
本发明的实施例中所用仪器的生产厂家及其型号或者牌号如表1所示。
表1 仪器的生产厂家及其型号或者牌号
风电结构胶中的环氧树脂组分选自道生天合材料科技（上海）股份有限公司，牌号为TS390-L1、TS390-L2、TS390-L3、TS390-L4；风电结构胶中的固化剂组分选自道生天合材料科技（上海）股份有限公司，牌号为TS395。
实施例1
分别将树脂TS390-L1、TS390-L2、TS390-L3、TS390-L4与固化剂TS395按照质量比100:45进行称量，然后放入混样机中，在2000rpm转速下混合2min以得到样品TS390-L1/TS395、样品TS390-L2/TS395、样品TS390-L3/TS395和样品TS390-L4/TS395；
对旋转流变仪的测试夹具进行改造，选择直径为40mm的可抛铝板，将与风电叶片壳体相同制作工艺、表面粗糙度及表面性质的厚度为2mm的环氧灌注树脂复合材料切割成40mm直径的圆形，并用TS390/TS395(100:45)结构胶粘接到可抛铝板表面，然后放入60摄氏度烘箱内加热24小时，待结构胶固化后进行流变测试；
参照加工现场温度设置流变测试温度为35摄氏度，采用旋转流变仪测得样品TS390-L1/TS395、样品TS390-L2/TS395、样品TS390-L3/TS395、以及样品TS390-L4/TS395的屈服应力值，参照图4、图5、图6和图7，并将屈服应力值记录于表2；
计算样品TS390-L1/TS395、样品TS390-L2/TS395、样品TS390-L3/TS395、以及样品TS390-L4/TS395在重力作用下的剪切应力值，剪切应力值的计算公式为：，σ为剪切应力值，s为结构胶的胶层截面面积，w为结构胶的胶层宽度，g为重力常数，g=10N/kg，ρ为结构胶的密度，α为结构胶的胶层倾斜角度，将计算结果记录于表2；
对样品TS390-L1/TS395、样品TS390-L2/TS395、样品TS390-L3/TS395、以及样品TS390-L4/TS395样品进行蠕变测试，设置应力值为计算得到的样品在重力作用下的剪切应力值，设置测试温度为35摄氏度，蠕变测试时间为120s，并将120s时样品的剪切速率记录于表2；
对样品TS390-L1/TS395、样品TS390-L2/TS395、样品TS390-L3/TS395、以及样品TS390-L4/TS395进行粘附力测试，设置测试温度为35摄氏度，设置测试间隙为20000μm，设置上板（上板即第一测试板）轴向移动速度为20μm/s，样品的应力随时间的变化参照图9，并将测得的最大应力记录于表2。
表2测试结果
通过表2结果可知，测得样品TS390-L1/TS395的屈服应力值为400Pa，小于重力作用下的剪切应力值，因此样品TS390-L1/TS395会发生流挂行为，无法保持形态。而样品TS390-L2/TS395、样品TS390-L3/TS395、以及样品TS390-L4/TS395的屈服应力值大于各自重力作用下的剪切应力值，施胶后能够较好的保持形状。此外，将旋转流变仪的应力设为所述剪切应力值，然后对样品TS390-L1/TS395、样品TS390-L2/TS395、样品TS390-L3/TS395、以及样品TS390-L4/TS395进行蠕变测试，以得到剪切速率随时间的变化曲线，参照图8，样品TS390-L1/TS395和样品TS390-L2/TS395的剪切速率曲线随时间的变化呈现上升趋势，表明发生了明显的滑移行为，而样品TS390-L3/TS395和样品TS390-L4/TS395的剪切速率随时间逐渐降低，在测试时间为120s时，样品TS390-L3/TS395的剪切速率低至1.52×10-2s-1，样品TS390-L4/TS395的剪切速率低至4.36×10-3s-1，表明样品TS390-L3/TS395和样品TS390-L4/TS395没有发生滑移行为。
接下来评价在叶片壳体合模过程中样品TS390-L3/TS395和样品TS390-L4/TS395的稳定性，在壳体翻转结束倒置后样品TS390-L3/TS395和样品TS390-L4/TS395与粘接面的粘附力都高于各自重力作用下的剪切力，这表明样品TS390-L3/TS395和样品TS390-L4/TS395在倒置时都不会在粘接表面发生脱胶行为。而在合模过程中，不仅需要壳体进行旋转，同时还伴随一定频率及振幅的壳体振动，因此需要将样品受到的切向力及向心力考虑进来。将振动传感器置于第一测试板的翻转半径最大处（在风电叶片中，即叶片壳体后缘最大弦长位置），测得叶片壳体合模翻转过程中的数据，并进行计算分析，具体过程如下：
样品TS390-L3/TS395在翻转过程中受到的最大向心力为4.4mN，最大切向力为88mN，在翻转过程中受到的重力为440mN，当θ=90°时，此时样品TS390-L3/TS395在翻转过程中受到的第一合力最大，最大的第一合力为：Fn1=440·1+4.4=444.4mN，当θ=0°时，样品TS390-L3/TS395在翻转过程中受到的第二合力最大，最大的第二合力为：Fn2=440·1+88=528mN，样品TS390-L3/TS395的粘附力=最大应力·胶层侧面面积=758·900=682.2mN，样品TS390-L3/TS395的屈服力=屈服应力值·胶层侧面面积=520·900=468mN；
样品TS390-L3/TS395在翻转过程中受到最大的第一合力为444.4mN，样品TS390-L3/TS395的粘附力为682.2mN，最大的第一合力小于粘附力，即样品TS390-L3/TS395在翻转过程中任意位置处受到第一合力均小于粘附力；样品TS390-L3/TS395在翻转过程中受到最大的第二合力为528mN，样品TS390-L3/TS395的屈服力为468mN，最大的第二合力大于屈服力，因此样品TS390-L3/TS395在翻转过程中会发生掉落。
样品TS390-L4/TS395在翻转过程中受到的最大向心力为4.1mN，最大切向力为81mN，在翻转过程中受到的重力为410mN，当θ=90°时，此时样品TS390-L4/TS395在翻转过程中受到的第一合力最大，最大的第一合力为：Fn1=410·1+4.1=414.1mN，当θ=0°时，样品TS390-L4/TS395在翻转过程中受到的第二合力最大，最大的第二合力为：Fn2=410·1+81=491mN，样品TS390-L4/TS395的粘附力=最大应力·胶层侧面面积=1059·900=953.1mN，样品TS390-L4/TS395的屈服力=屈服应力值·胶层侧面面积=760·900=684mN；
样品TS390-L4/TS395在翻转过程中受到最大的第一合力为414.1mN，样品TS390-L4/TS395的粘附力为953.1mN，最大的第一合力小于粘附力，即样品TS390-L4/TS395在翻转过程中任意位置处受到的第一合力均小于粘附力；样品TS390-L4/TS395在翻转过程中受到最大的第二合力为491mN，样品TS390-L4/TS395的屈服力为684mN，最大的第二合力小于屈服力，即样品TS390-L3/TS395在翻转过程中任意位置处受到第二合力均小于屈服力，因此样品TS390-L4/TS395在翻转过程中不会发生掉落。
综上所述，样品TS390-L3/TS395在叶片壳体合模过程中无法保持稳定状态，而样品TS390-L4/TS395具有较好的稳定性。
虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。
Claims (8)
1.一种风电叶片壳体合模过程中结构胶胶条稳定性的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S0：提供结构胶胶条；
S1：测量所述结构胶胶条的屈服应力值，计算所述结构胶胶条在重力作用下的剪切应力值，当所述屈服应力值大于所述剪切应力值时，所述结构胶胶条不会发生流挂行为；
S2：将应力设定为计算得到的所述剪切应力值，然后对所述结构胶胶条进行蠕变测试，通过所述蠕变测试结果判断所述结构胶胶条在重力作用下是否会发生壁面滑移行为；
S3：测量所述结构胶胶条的粘附力和屈服力，计算所述结构胶胶条在翻转过程中受到的第一合力和第二合力，若所述第一合力小于所述粘附力且所述第二合力小于所述屈服力，则所述结构胶胶条在翻转过程中不会发生掉落；若所述第一合力大于所述粘附力或所述第二合力大于所述屈服力，则所述结构胶胶条在翻转过程中会发生掉落，所述第一合力的计算公式为：
，
其中，Fn1为第一合力，Gsum为结构胶胶条在翻转过程中受到的重力，θ为结构胶胶条在翻转过程中翻转的角度，Fn3为结构胶胶条在翻转过程中受到的向心力，所述第二合力的计算公式为：
，
其中，Fn2为第二合力，Gsum为结构胶胶条在翻转过程中受到的重力，θ为结构胶胶条在翻转过程中翻转的角度，Fn4为结构胶胶条在翻转过程中受到的切向力。
2.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，步骤S3中，测量所述结构胶胶条的粘附力具体包括以下步骤：将所述结构胶胶条置于第一测试板和第二测试板之间，所述第一测试板带动所述结构胶胶条向上移动以得到所述结构胶胶条的应力随时间的变化曲线，通过所述变化曲线中所述结构胶胶条对应的最大应力计算得到所述结构胶胶条的粘附力。
3.根据权利要求2所述的预测方法，其特征在于，所述结构胶胶条的粘附力的计算公式为：
，
其中，F粘附力为结构胶胶条的粘附力，P最大应力为变化曲线中结构胶胶条对应的最大应力，s为结构胶胶条的胶层截面面积。
4.根据权利要求3所述的预测方法，其特征在于，所述第一测试板和所述第二测试板之间的间隙值为5000μm-40000μm，所述第一测试板带动所述结构胶胶条向上移动的速率为10-50μm/s。
5.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，步骤S3中，测量所述结构胶胶条的屈服力具体包括以下步骤：通过测量所述结构胶胶条的屈服应力值计算所述结构胶胶条的屈服力，所述结构胶胶条的屈服力的计算公式为：
，
其中，F屈服力为结构胶胶条的屈服力，P屈服应力值为结构胶胶条的屈服应力值，s为结构胶胶条的胶层截面面积。
6.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，步骤S1中，所述结构胶胶条在坡面受重力作用下的剪切应力值的计算公式为：
，
其中，σ为剪切应力值，s为结构胶胶条的胶层截面面积，w为结构胶胶条的胶层宽度，g为重力常数，ρ为结构胶胶条的密度，α为结构胶胶条的胶层倾斜角度。
7.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，步骤S2中所述蠕变测试的具体步骤包括：将旋转流变仪的应力设为所述剪切应力值，然后对所述结构胶胶条进行蠕变测试，以得到所述结构胶胶条的剪切速率随时间的变化曲线。
8.根据权利要求7所述的预测方法，其特征在于，根据所述结构胶胶条的剪切速率随时间的变化曲线来判断所述结构胶胶条是否在重力作用下发生壁面滑移行为，若所述结构胶胶条的剪切速率随时间的变化曲线呈下降趋势，则所述结构胶胶条在重力作用下不发生壁面滑移行为，若所述结构胶胶条的剪切速率随时间的变化曲线呈现上升趋势，则所述结构胶胶条在重力作用下发生壁面滑移行为。
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