謝理國，江一杭，王朋飛，楊 忠，張春愛

(東方電氣(天津)風(fēng)電葉片工程有限公司 天津300480)

0 引 言

近年來，風(fēng)電葉片行業(yè)發(fā)展迅速，葉片制造技術(shù)和水平不斷提升和創(chuàng)新，目前風(fēng)電葉片葉根預(yù)埋螺栓技術(shù)[1]已經(jīng)在大型風(fēng)電葉片上得到廣泛應(yīng)用。在葉片制造過程中，使用預(yù)埋螺栓技術(shù)后葉根很容易出現(xiàn)孔洞、氣泡、富樹脂等質(zhì)量問題[2]，通過在原有預(yù)埋結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增加一種新型材料——玻璃鋼楔形條，可有效解決上述問題，從而提高葉根連接質(zhì)量。玻璃鋼楔形條通常使用玻璃纖維與樹脂采用拉擠工藝制作而成，其形狀一般為特定形狀，在葉片殼體制造過程中放置于葉根部位，作為葉片葉根連接的關(guān)鍵部件同殼體結(jié)構(gòu)鋪層一起灌注成型。因此玻璃鋼楔形條的界面結(jié)合力[3]影響因素值得研究，其對(duì)葉根連接質(zhì)量將起到重要作用。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)方案

方案一：對(duì)樹脂含量不同、表面噴砂方式相同的玻璃鋼楔形條表面使用葉片合模用的粘接膠粘接10mm 直徑的拉拔柱，經(jīng) 70℃固化 8h后測(cè)試玻璃鋼楔形條的表面附著力。

方案二：對(duì)樹脂含量相同、表面噴砂方式不同的玻璃鋼楔形條與玻璃鋼鋪層之間的拉伸剪切性能進(jìn)行測(cè)試。

由于玻璃鋼楔形條形狀不規(guī)則，無法制作拉剪測(cè)試需要的標(biāo)準(zhǔn)樣條，無法采用拉剪的方式直接測(cè)試玻璃鋼楔形條與玻璃鋼鋪層之間的結(jié)合力，故采用相同的拉擠工藝制作了玻璃鋼楔形條板材(圖1)。

圖1 拉擠板剪切試樣形狀及搭接灌注制樣Fig.1 Shape of shear specimen of pultrusion plate and its lap pouring preparation

通過不同的表面噴砂處理方式，分別制作了4個(gè)規(guī)格的玻璃鋼楔形條板材試樣(以下簡稱楔形條 1、楔形條2、楔形條3、楔形條4)，再分別對(duì)4個(gè)楔形條板材與玻璃鋼鋪層按照?qǐng)D 1所示的方式采用灌注方式進(jìn)行制樣，然后對(duì)樣件的拉剪性能進(jìn)行測(cè)試和對(duì)比。

1.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)測(cè)試內(nèi)容見表1。

表1 測(cè)試內(nèi)容Tab.1 Test content

2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果

2.1 方案一：玻璃鋼楔形條表面附著力測(cè)試

樹脂含量不同、表面噴砂方式相同的玻璃鋼楔形條表面附著力測(cè)試數(shù)據(jù)見表2。

表2 不同樹脂含量楔形條表面附著力測(cè)試數(shù)據(jù)Tab.2 Test data of wedge strips with different resin contents

通過以上數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，樹脂含量越高，其密度越??；在相同噴砂條件下，樹脂含量越低，其表面附著力越大。

2.2 方案二：玻璃鋼楔形條表面附著力測(cè)試

樹脂含量相同、表面噴砂方式不同的玻璃鋼楔形條表面附著力測(cè)試數(shù)據(jù)見表3。

表3 不同噴砂方式楔形條與玻璃鋼鋪層間的拉伸剪切測(cè)試數(shù)據(jù)Tab.3 Tensile shear test data between wedge stripand FRP laminate with different sandblasting methods

以上測(cè)試數(shù)據(jù)表明，相同樹脂含量的楔形條在不同噴砂處理后，在相同測(cè)試條件下，其樹脂粘接拉剪強(qiáng)度在22～25MPa之間波動(dòng)；從楔形條2和楔形條4的測(cè)試結(jié)果看，經(jīng)過噴砂處理的楔形條的拉剪強(qiáng)度要高于無噴砂處理的楔形條的拉剪強(qiáng)度。由此說明噴砂處理有助于提高楔形條表面結(jié)合力。

3 結(jié) 論

玻璃鋼楔形條的樹脂含量和表面噴砂方式都對(duì)玻璃鋼楔形條的界面結(jié)合力有著較大影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)論如下：

①玻璃鋼楔形條的樹脂含量越高，其密度越?。辉谙嗤瑖娚皸l件下，樹脂含量越低，其表面附著力越大。

②玻璃鋼楔形條在樹脂含量相同的條件下，經(jīng)噴砂處理的玻璃鋼楔形條表面具有較高的界面結(jié)合力，噴砂處理在一定程度上可提高玻璃鋼楔形條界面結(jié)合力。

綜上，玻璃鋼楔形條的制作應(yīng)根據(jù)葉片葉根連接的設(shè)計(jì)要求，對(duì)制作過程的樹脂含膠量、噴砂方式及時(shí)間、表面處理情況等影響本體性能的過程參數(shù)進(jìn)行精確設(shè)定和嚴(yán)格控制，才能保證風(fēng)電葉片的葉根連接質(zhì)量。