[发明专利]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

权利要求书

1.一种大型风电叶片用主承力梁，其特征在于，所述主承力梁为碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材的组合体，所述组合体由若干碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材通过玻璃纤维毡或纱聚束定型而成；所述碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材为壳核结构，所述壳核结构的内核材料包括碳纤维，外壳材料包括玻璃纤维；所述内核材料的横截面面积为圆杆型材横截面面积的30％～95％；所述碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材由以下工艺制备而得：将无捻碳纤维连续纱和玻璃纤维连续纱通过聚束工装使碳纤维聚集分布形成圆杆型材的内核、无捻玻璃纤维在碳纤维四周聚集分布形成内核的外壳，然后进行浸胶，刮掉多余胶液后进入拉挤成型模具，进行挤压、固化定型，从成型模具拉出后进行打磨后得到。

2.一种由权利要求1所述主承力梁构成的混杂翼梁复合材料风电叶片，其特征在于，所述混杂翼梁复合材料风电叶片包括吸力面壳体(1)、压力面壳体(2)和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)和剪切腹板(3)均为以环氧树脂作为基体并由蒙皮包覆芯材形成的夹芯型结构件，所述吸力面壳体(1)和压力面壳体(2)的芯材包括主承力梁(5)、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)。

3.根据权利要求2所述的风电叶片，其特征在于，所述吸力面壳体(1)和压力面壳体(2)的蒙皮为壳体蒙皮(4)，所述剪切腹板(3)的蒙皮为腹板蒙皮(31)，所述壳体蒙皮(4)和腹板蒙皮(31)均以玻璃纤维为增强材料；所述填充材料(7)包括巴沙木和PVC泡沫，所述剪切腹板(3)的芯材为PVC泡沫，所述翼缘加强部(6)的增强材料为玻璃纤维纱缝合的单轴向玻璃纤维织物。

4.根据权利要求3所述的风电叶片，其特征在于，所述腹板蒙皮(31)的增强材料包括面密度900-1500g/m²的玻纤三轴向编织布和面密度600-1000g/m²的玻纤双轴向编织布；所述壳体蒙皮(4)的增强材料包括面密度900-1500g/m²的玻纤三轴向编织布、面密度600-1000g/m²的玻纤双轴向编织布和面密度1100-1600g/m²带50g毡的玻纤单轴向编织布；所述巴沙木的密度为140-160kg/m³，所述PVC泡沫的密度为50-70kg/m³；所述翼缘加强部(6)所用的玻璃纤维为面密度1100-1600g/m²带50g毡的玻纤单轴向编织布。

5.一种如权利要求2-4中任一项所述混杂翼梁复合材料风电叶片的制备方法，包括如下步骤：

(1)采用真空导入模塑工艺制备剪切腹板；

(2)以碳纤维/玻璃纤维混杂作为增强材料，采用拉挤成型工艺制备主承力梁用碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材，并用玻璃纤维毡或纱聚束定型得到碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材的组合体；

(3)将壳体蒙皮的增强材料、由所述步骤(2)后得到的主承力梁用碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材、填充材料和翼缘加强部的增强材料一起在壳体成型模具上铺层，所述碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材用玻璃纤维毡或纱聚束定型得到碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料圆杆型材的组合体，铺设完成后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，将所述步骤(1)后得到的剪切腹板、所述吸力面壳体和压力面壳体粘结为一体，制得所述混杂翼梁复合材料风电叶片。