Page 92 - 《橡塑技术与装备》2024年3期

橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

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根据不同槽孔方式下泡沫芯材吸胶后密度的变 重量由大到小依次为 5 、6 及 4 试 样，5 试样减重
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化，以明阳某百米级叶片为例，计算不同开槽打孔方 量高达 460 kg，6 试样减重 185 kg ；由上可知，在现
式下，泡沫芯材在腹板及壳体中的减重量如图 4(b) 所 有开槽打孔的基础上，增大孔槽间距或改为一字开槽
示，可知 3 试样在腹板中的减重最明显，可达 186 的方式，可有效降低泡沫芯材树脂含量及灌注后密度，
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kg，1 及 2 试样减重效果同样可观 ；壳体泡沫中，减 减轻叶片重量。

图 4 不同槽孔方式下芯材吸胶量及减重量的变化

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2.2 不同槽孔方式下芯材的剪切性能 剪切强度表现相反，6 试样的剪切强度最大，4 最小，
对不同槽孔方式下的泡沫芯材做剪切测试，如表 这种剪切模量与强度的差异主要与芯材打孔及深开槽
2、表 3 所示，可知泡沫芯材的剪切强度、模量及应变 的交互作用有关 ；轮廓板试样不仅受孔中树脂的点阵
随开槽打孔方式的不同而变化。在腹板平板泡沫试样 增强作用，而且受深开槽带来的影响，十字深开槽固
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中，2 （20 mm×20 mm 双 面开 一 字浅 槽、 打孔 ） 试 化树脂在芯材中形成了格栅结构，类似于加强筋板的
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样剪切强度及模量最高，这主要与 2 试样打孔密度更 作用 [18] ，对芯材的剪切性能起到增强的作用，如图
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高有关 ；孔中树脂加热固化后，分子间交联形成网状 5(b) 所示，因此板格密度更高的 4 试样剪切模量更高；
结构，刚度大、硬度高，类似一个个柱状增强体，对 而对于剪切强度的变化，主要是孔中增强柱的影响所
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芯材起到点阵增强的作用 [16~17] ，如图 5(a) 所示，因此， 致，6 试样增强柱更密，因此其剪切强度更大，应变
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孔密度的增大提高了相关剪切性能 ； 1 （30 mm×30 更小，但均大于设计要求。
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mm 双面开十字浅槽、打孔）及 3 （40 mm×40 mm 表 3 轮廓板泡沫 G13 方向剪切性能对比
双面开十字浅槽、打孔）试样的剪切强度及模量相对 项目 4 # 5 # 6 # 设计指标
剪切强度 /MPa 1.35 1.38 1.42 1.03
较低，两者相差不多，但均大于设计指标 ；另外，可 剪切模量 /MPa 102.2 94.59 90.49 46
剪切应变 /% 8.66 7.23 6.89 4
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发现剪切应变的表现相反，2 试样的剪切应变最小。
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表 2 平板泡沫 G13 方向剪切性能对比 对 2 及 5 一字开槽试样 G23 方向进行取样，并
项目 1 # 2 # 3 # 设计指标
剪切强度 /MPa 0.84 0.98 0.83 0.8 对该方向的剪切性能进行测试，如表 4 所示，可知对
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剪切模量 /MPa 26.93 32.73 27.28 25 于 2 平板试样，20 mm×20 mm 双面开一字浅槽、打
剪切应变 /% 17.97 13.94 16.6 4
孔的方式对其 G23 方向的剪切性能影响不大，剪切性
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壳体轮廓板试样中，4 （30 mm×30 mm 开十 能均满足设计要求，且与 G13 方向剪切性能相近 ；但
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字深槽、打孔）试样的剪切模量最高，大于 5 （30 对于 30 mm×30 mm 开一字深槽、打孔的 5 轮廓板试
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mm×30 mm 开一字深槽、打孔）及 6 （40 mm×40 样，其剪切强度及模量相比 G13 方向下降厉害，且小
mm 开十字深槽、20 mm×20 mm 十字打孔）试样，但 于设计指标，这说明深开槽形成的板格结构对轮廓板
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·46· 第 50 卷 第 期