脱模布对风电叶片用复合材料二次粘接的影响分析

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近些年在风电叶片生产过程中,风电叶片粱帽的成型是将通过复合材料拉挤工艺成型的条带铺叠入真空模腔内,之后在真空的环境下倒入树脂,实现拉挤条带间的层层粘接,这样的成型方式大大提高了粱帽的生产效率,节约了成本和时间,但在生产过程中如何提高拉挤条带之间的粘接强度,是近些年来广泛研究的问题,本次实验的目的便是探究如何提高风电叶片翼粱帽成型过程中,拉挤条带之间的粘接强度,由于拉挤条带间空隙窄小,向真空腔内灌注树脂时树脂不易流动,最终导致粘接层不均匀,在使用过程出现界面脱粘的风险。而对于拉挤条带来说改变其表面粗糙度不仅可以增加条带与条带之间的空隙,还可以增加拉挤条带的表面能,提高界面间的粘接强度。因本次实验是在实验室条件下进行,所以无法使用真正的拉挤条带来进行探究,故选用了碳纤维含量较高的单向碳纤维预浸料通过真空袋成型的方式制备模拟碳纤维拉挤板。并选择了五种不同种类的干脱模布,分别为克重为52g/m2、85g/m2、105g/m2的锦纶66脱模布,以及克为58 g/m2、85 g/m2的涤纶脱模布用于单向碳纤维模拟拉挤板的成型过程,在成型前铺覆于碳纤维预浸料的表面,制备出五种具有不同表面粗糙纹理的模拟拉挤板,并对拉挤板的表面形貌进行分析,方式为金相显微镜观察微观表面以及表面轮廓粗糙度测量。最终发现拉挤板表面粗糙度同对应使用脱膜布的织物相对屈曲波高有关,脱模布的相对屈曲波高越大,其对应拉挤板表面轮廓粗糙度就越大。为模拟实际生产过程中拉挤条带间的粘接方式,本次实验使用了真空袋和密封胶条为拉挤板搭建出一个可抽真空的区域,灌入树脂实现拉挤板的二次粘接,且本次实验所选择的二次粘接方式为双搭接,测量二次粘接所得的双搭接试样的四点弯曲强度以及拉伸强度,通过弯曲和拉伸强度值来表征其粘接强度的大小,最终总结出拉挤板的表面粗糙度为2.34μm的拉挤板经二次粘接后的试样有最佳的粘接强度,以及可得到此种粗糙程度的脱模布为锦纶66脱模布(克重85 g/m2),并且总结出可以得到最佳粘接强度的二次粘接组成方式为使用相同粗糙表面的拉挤板进行粘接,为实际生产过程提供可参考的依据。
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