[发明专利]大型复合材料风电叶片及其制备方法

权利要求书

1.一种大型复合材料风电叶片，所述复合材料风电叶片包括吸力面壳体(1)、压力面壳体(2)和固接于两壳体之间的剪切腹板(3)，所述吸力面壳体(1)、压力面壳体(2)均为蒙皮(4)包覆芯材的夹芯型结构件，所述芯材包括叶片主承力梁(5)、叶片的翼缘加强部(6)和位于主承力梁(5)与翼缘加强部(6)之间的填充材料(7)，其特征在于：所述主承力梁(5)和翼缘加强部(6)均是以碳纤维和玻璃纤维混杂作为增强材料；

所述主承力梁(5)的碳纤维和玻璃纤维混杂中，碳纤维与玻璃纤维的体积比为7∶3～9∶1；所述翼缘加强部(6)的碳纤维和玻璃纤维混杂中，碳纤维与玻璃纤维的体积比为1∶9～3∶7；

所述碳纤维和玻璃纤维混杂是由碳纤维预成型体和玻璃纤维预成型体组合而成，所述碳纤维预成型体是指多层碳纤维布铺覆而成的碳纤维布铺层体，所述玻璃纤维预成型体是指多层玻璃纤维布铺覆而成的玻璃纤维布铺层体；所述碳纤维和玻璃纤维混杂为上、下夹层夹持中间芯层的三明治式夹芯混杂；在所述主承力梁(5)中，该上、下夹层均为所述碳纤维预成型体，中间芯层为所述玻璃纤维预成型体；在所述翼缘加强部(6)中，上、下夹层均为所述玻璃纤维预成型体，中间芯层为所述碳纤维预成型体。

2.根据权利要求1所述的大型复合材料风电叶片，其特征在于：所述三明治式夹芯混杂结构中，上夹层、中间芯层、下夹层的体积比为3∶2∶3。

3.根据权利要求1或2所述的大型复合材料风电叶片，其特征在于：所述三明治式夹芯混杂通过缝合线穿刺缝合成一体；所述缝合线为碳纤维纱、芳纶纤维纱、石英纤维纱、玻璃纤维纱、高硅氧纤维纱中的一种或多种。

4.根据权利要求1或2所述的大型复合材料风电叶片，其特征在于：所述碳纤维布为碳纤维无纬布、碳纤维平纹布、碳纤维三轴向布、碳纤维斜纹布、碳纤维锻纹布中的一种或多种；所述玻璃纤维布为玻纤单轴向布、玻纤双轴向布、玻纤三轴向布、玻纤方格布、玻纤平纹布中的一种或多种。

5.根据权利要求1或2所述的大型复合材料风电叶片，其特征在于：所述剪切腹板(3)为腹板蒙皮(31)包覆腹板芯材的夹芯型构件；所述腹板蒙皮(31)和蒙皮(4)的增强材料均为玻璃纤维；所述腹板芯材为PVC泡沫；所述填充材料(7)为Balsa木和PVC泡沫。

6.一种如权利要求1～5中任一项所述的大型复合材料风电叶片的制备方法，包括以下步骤：

(1)采用真空导入模塑工艺制备剪切腹板；

(2)以碳纤维和玻璃纤维混杂作为增强材料，并采用真空导入模塑工艺预制主承力梁；

(3)以碳纤维和玻璃纤维混杂作为叶片翼缘加强部的增强材料，并采用真空导入模塑工艺制备所述的吸力面壳体和压力面壳体；

(4)将上述制得的剪切腹板、吸力面壳体和压力面壳体粘结，制得风电叶片。