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风电叶片用单向复合材料的单层厚度是非常重要的设计参数,不准确的设计取值将使得风电叶片的主梁帽和腹板粘接厚度超差,叶片结构寿命大幅度降低。本文系统地研究了两种典型的风电叶片用单向复合材料的厚度变化规律,发现单层厚度主要受原材料种类、铺层数的影响,而一些典型的工艺参数如真空度、温度等则影响很小。研究还发现总厚度与层数存在线性关系,可以用数学模型描述。此项研究为合理使用原材料进行叶片设计打下了良好的基础。
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通过改变带预切缝半圆形试件三点弯曲断裂(SCB)试验的支座位置和预制裂纹位置来改变试件的加载模式,对沥青混凝土试件进行了4种温度和5种加载模式的断裂试验,获得了临界应力强度因子(CSIF)随温度和加载模式的变化规律.结果表明:温度和加载模式对沥青混凝土抗裂性能有显著影响,在试验温度范围内,沥青混凝土抗裂性能随温度的降低而增大,在Ⅰ/Ⅱ型断裂的某个混合模式时弱,纯Ⅰ型或纯Ⅱ型断裂试验会高估其抗裂性能,应以Ⅰ/Ⅱ型混合模式下的临界应力强度因子作为沥青混凝土抗裂性能评价指标.

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对某1m碳纤维壳体开孔前封头建立了三维参数化模型。以计算机实验设计方法为基础,构建代理模型及目标驱动优化设计,选取8个封头外表面的坐标值作为设计变量。同时,以开孔前封头质量及孔边顺纤维方向Mises等效应变为目标函数,对封头外型面进行了优化设计。计算结果表明,优化后的前封头结构形式协调,开孔周边区域应变分布合理,同原结构相比减重1.85%。
应用碳纤维制备风电叶片结构件是大型风电叶片制作技术的一个发展方向。为推动产碳纤维的发展应用,给出了风电叶片对碳纤维预浸料的技术要求,研究了产碳纤维预浸料和进口碳纤维预浸料的力学性能和工艺性能,通过对比分析发现,面密度低的产碳纤维预浸料力学性能高于进口碳纤维预浸料,但面密度≥600g/m2的内碳纤维预浸料的工艺性能较差,需要进一步改进。
为合理评价混凝土中发生硫铝酸盐膨胀反应的硫酸根离子浓度,应用电子探针显微分析技术,研究了碳化对水泥石中硫元素分布的影响,阐明了碳化作用下混凝土中硫元素的迁移规律.结果表明:碳化前水泥石截面的硫元素分布比较均匀,碳化后水泥石中的硫元素由碳化区向非碳化区迁移和积聚,硫元素在碳化区浓度较低,非碳化区浓度较高,钙矾石含量也随之增大,这种因碳化作用造成的硫元素分布不均匀可能导致混凝土局部发生硫铝酸盐膨胀开裂.