[发明专利]一种风电叶片芯材结构及其铺放方法

说明书

本发明公开了一种风电叶片芯材结构及其铺放方法，包括硬质板材和弹性板材，所述硬质板材与弹性板材间隔排列设置，所述硬质板材设置于外侧。本发明的芯材结构及其铺放方法通过将硬质板材设置于外侧，并将硬质板材和弹性板材间隔设置，能够使芯材在保持强度的同时具备一定的弹性势能，在芯材铺放前将其沿弹性方向压缩，铺放后随着弹性势能的释放，芯材在弹力作用下能够大幅减小铺放后芯材与主梁边缘、弧形和拐角处之间，以及芯材与芯材之间的间隙，有效避免了灌注成型之后形成富树脂，提高了风电叶片的整体性能和使用寿命。

技术领域

本发明涉及风电叶片芯材技术领域，具体为一种风电叶片芯材结构及其铺放方法。

背景技术

目前，全球能源日趋枯竭，可再生能源的开发利用迫在眉睫，而风能作为清洁能源储量巨大，风力发电作为当前比较成熟的可再生能源利用技术，在世界各国得到了快速发展。而风力发电技术离不开风电机组的支持，风电叶片作为风电机组重要的组成部分，因此，风电叶片的制造业也得到了长足的进步。风电叶片一般采用腹板中空式结构，以降低叶片重量，同时提高其强度与刚度。芯材因其材质轻，性能好，是叶片中蒙皮和腹板成型的关键材料之一，然而芯材的种类、性能、结构和加工方式显著影响蒙皮和腹板的整体性能，最终影响叶片的使用性能和寿命。

目前，风电叶片制造采用的芯材种类主要有轻木(BALSA)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。芯材因其厚度大，质地硬，以现有技术在铺层时会出现芯材和芯材之间不匹配、主梁边缘和芯材不匹配、模具边缘弧形位置和拐角处难以随型的问题，导致芯材间隙过大，并且芯材间隙过大的位置缺少支撑力，灌注成型后容易形成富树脂，此外，在成型过程中现有芯材的搬运和修补间隙会花费大量的人力和时间。因此，为了解决上述技术问题，需要研究开发出一种结构合理，使用方便，能够有效减小芯材间隙，避免成型时形成富树脂的芯材结构及其铺放方法。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提供一种结构合理，使用方便，能够有效减小芯材间隙，避免成型时形成富树脂的芯材结构及其铺放方法。

为解决上述技术问题，本发明所述的一种风电叶片芯材结构，包括硬质板材和弹性板材，所述硬质板材、弹性板材间隔排列设置，所述硬质板材设置于外侧。

进一步，所述弹性板材不少于一层。

进一步，所述硬质板材和弹性板材排列方向具备弹性应力。

进一步，所述硬质板材为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、轻木(BALSA)、聚甲基丙烯亚胺(PM I)、聚醚酰亚胺(PE I)、丙烯腈--苯乙烯(SAN)、聚苯乙烯(PS)、纤维增强复合材料中任意一种材料制成。

进一步，所述弹性板材为硅胶、橡胶、泡沫塑料中任意一种材料制成。

本发明还提供了一种风电叶片芯材结构的铺放方法，包括以下几个步骤：

步骤一：在铺放前给予外力使芯材在所述硬质板材与弹性板材排列方向发生弹性形变，储存一定的弹性势能；

步骤二：芯材铺放时，根据腹板、蒙皮的铺放要求，调整芯材的方向，使存储的弹性势能能够发挥作用；

步骤三：在芯材铺设之后，芯材释放自身弹性势能，完成铺放。

进一步，所述步骤二中芯材应用于腹板时，铺放方向为：芯材产生弹力作用的方向应为腹板的弦长方向。

进一步，所述步骤二中芯材应用于蒙皮时，铺放方向为：在主梁边缘铺放该种芯材时，芯材产生弹力作用的方向为风电叶片主模具的弦长方向。

进一步，在除主梁边缘外的其余部位铺放该种芯材时，芯材产生弹力作用的方向为风电叶片主模具的轴长方向。

进一步，所述步骤三中，芯材在回弹力的作用下贴实旁边的芯材、主梁边缘、弧形和拐角处。