[发明专利]一种防褶皱预制件及其制造方法

说明书

本发明涉及一种防褶皱预制件，包括：第一结构层，其具有第一刚度；第二结构层，其布置在第一结构层上并且具有大于第一刚度的第二刚度；以及第三结构层，其至少在第二结构层与第一结构层的过渡部处延伸并且第三结构层具有第三刚度，其中第三刚度大于第一刚度且小于第二刚度。此外，本发明还涉及一种用于制造防褶皱预制件的方法。通过本发明，在预制件的两种材料存在彼此过渡的情况下可以显著降低预制件中的褶皱出现概率，从而明显提高预制件的质量，进而提高风机叶片的效率和安全性。

技术领域

本发明总的来说涉及风力发电机领域，具体而言，涉及一种防褶皱预制件。此外，本发明还涉及一种制造防褶皱预制件的方法。

背景技术

近年来，清洁能源领域呈现出快速发展的趋势。清洁能源作为一种新型能源，与传统化石燃料相比具有分布广泛、可再生、环境污染小等优点。作为清洁能源的代表，风力发电机的应用日益增长。

风力发电机的叶片是风力发电机捕捉风能的重要组件，其质量直接关系到设备安全和发电效率。决定叶片质量的一个重要因素是形成叶片的玻璃钢的质量。玻璃钢又称玻璃纤维增强复合材料，是形成叶片主体结构的材料。目前，在玻璃钢的生产中广泛采用真空灌注成型方式，其中在树脂(基体)灌注之前，首先在叶片模具中铺设干纤维布(柔性结构)以及预制件(刚性结构)，然后对整体结构包覆真空袋膜并施加真空压力。然而，这样制造的玻璃钢容易在干纤维布上产生褶皱，从而带来局部应力集中，进而引发层合板层间失效，这是导致玻璃钢质量问题的主要原因，也是叶片产生失效的关键原因。目前，为了减轻这一问题，需要在叶片生产中投入较多人力工时来改善这一问题，例如进行抽检或目视检查以减少上述问题。但是这会导致生产速度降低，提高模具占模成本，并仍然不能避免质量风险。

发明内容

从现有技术出发，本发明的任务是提供一种防褶皱预制件及其制造方法，通过该预制件和/或该方法，在预制件的两种材料存在彼此过渡的情况下可以显著降低预制件中的褶皱出现概率，从而明显提高预制件的质量，进而提高风机叶片的效率和安全性。

在本发明的第一方面，该任务通过一种防褶皱预制件来解决，该预制件包括：

第一结构层，其具有第一刚度；

第二结构层，其布置在第一结构层上并且具有大于第一刚度的第二刚度；以及

第三结构层，其至少在第二结构层与第一结构层的过渡部处延伸并且第三结构层具有第三刚度，其中第三刚度大于第一刚度且小于第二刚度。

在本发明中，过渡部是指从第二结构层向第一结构层过渡的中间部分的一个或多个面，例如过渡部可以包括：第二结构层的向第一结构层过渡的端部的表面(即端面)、和/或第二结构层的端部与第一结构层的交界面、第二结构层的端部的一个或多个侧面等等。

在本发明的一个优选方案中规定，所述过渡部包括下列各项中的一个或多个：

第二结构层的向第一结构层过渡的端部；以及

第二结构层的端部与第一结构层的交界面。

通过该优选方案，可以在两个刚度差异较大的两个结构层(如第一和第二结构层)之间的过渡部的多个面(如端面、端部交界面等)处提供刚度过渡，由此可以较好地避免层间应力集中，从而降低刚度较低的结构层、即第一结构层中出现褶皱的概率。在此应当指出，在本发明的教导下，在过渡部的其它表面、如一个或多个侧面上布置第三材料层也是可设想的。

在本发明的另一优选方案中规定：

第一结构层是柔性结构层；和/或；

第二结构层是刚性结构层；和/或

第三结构层是网状防褶皱层，其中所述网状防褶皱层由纤维织物和基体复合材料制成。