Page 91 - 《橡塑技术与装备》2024年3期

测试与分析 杨蕾 等·泡沫芯材开槽打孔方式对风电叶片轻量化的影响

试样为叶片腹板所用平板泡沫，采用浅开槽及贯穿性 位 kg，为别为 L、W、H 测量芯材灌注前的尺寸长度、
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打孔方式，孔径、槽宽及槽深均为 2 mm，4 ~6 试 宽度、厚度，单位 mm ； m 2 ，m 3 分别为灌注后测量玻
样为叶片壳体所用轮廓板泡沫，采用深开槽及贯穿性 璃钢层合板的重量及芯材、树脂、玻纤重量 ； R 为计
打孔的方式，孔径 2 mm，槽宽 0.8~1.2 mm，留厚为 算芯材吸胶量 ：
1~2 mm，具体槽间距及开槽打孔方式如下表 1 及图 1 m 3 -m 2 -m 3
R=
所示。 L×W×H
（3）剪切样品按照标准规定的尺寸进行激光线
表 1 芯材的孔槽间距及加工方式
试样 槽间距 /mm 开槽方式 孔间距 /mm 打孔方式 切割，长 25 0mm× 宽 50 mm× 厚 25 mm，本文选择
1 # 30 双面十字浅槽 30 贯穿孔 G13 叶片轴向及 G23 叶片弦向的取样检测方向，如图
2 # 20 双面一字浅槽 20 贯穿孔
3 # 40 双面十字浅槽 40 贯穿孔 3 所示，其中 1 方向为叶片长度方向，2 方向为叶片弦
4 # 30 十字深槽 30 贯穿孔 长方向，3 方向为叶片厚度方向 ；
5 # 30 一字深槽 30 贯穿孔
6 # 40 十字深槽 20 贯穿孔 （4）剪切测试 ：①在 23±2 ℃，50±10% 的温湿
度环境下调节试样 16 h 以上 ；②利用激光切割的方式
切割样品，切好后进行表面打磨清洁处理，并与夹具
粘接固定 ；③安装千分表至夹具上，开始试验，试验
速度为 1 mm/min，当试样的剪切强度下降至最大剪
切强度的 90% 时停止试验，测试按照 ISO 1992 标准
执行。

图 1 芯材槽孔设计

（2）辅材 ：尼龙脱模布、易撕导流网、注胶管、
真空袋膜、密封胶条等。
（3）设备 ：明阳水加热腹板模具成型平台，真空
抽气泵，万能试验机（CMT5105，100kN）、HS 系列 图 3 剪切测试取样方向
恒定湿热试验箱，千分表等。
2 结果与讨论
1.2 试验方法
2.1 芯材吸胶量及对减重的影响
（1）试验按照真空辅助成型工艺（VARI）技术执
对试验前后 PVC 泡沫芯材，树脂用量进行称重，
行，模具预热 40 ℃，铺设玻纤布、有孔隔离膜及芯材，
计算单位体积树脂含量，统计各试样吸胶量及密度变
密封真空袋膜，真空保压合格后进行灌注，灌注完成，
化如图 4(a) 所示 ；可知芯材的开槽打孔方式对吸胶量
待放热峰过后升温至 70 ℃，保温 6 h 以完成固化，自
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的影响很大，1 ~3 腹板平板泡沫中，1 （30×30 mm
然冷却至室温状态，脱模后修边，完成试样块的制作，
槽、孔间距，双面十字浅槽）泡沫芯材吸胶量最多，
试验平台如图 2 所示 ；
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芯材吸胶后密度最高， 2 （20 mm×20 mm 槽、孔间距，
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双面一字浅槽）泡沫芯材次之， 3 （40 mm×40 mm 槽、
孔间距，双面十字浅槽）泡沫芯材吸胶量最少，吸胶
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后密度为 118 kg/m³；壳体轮廓板 4 ~6 深开槽试样中，
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4 （30 mm×30 mm 槽、孔间距，十字深槽）泡沫芯
材吸胶量最多，吸胶后芯材密度最大，5 （30 mm×30
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mm 一字深槽及孔间距）吸胶量最少，6 （40 mm×40
图 2 VARI 试验及称重
mm 十字深槽间距、20 mm×20 mm 孔间距）试样吸胶
（2）吸胶量计算 ： m 1 为称重试验前芯材重量，单 量及吸胶后密度介于 4 及 5 之间。
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年
2024 第 50 卷 ·45·