大型风电复合材料机舱罩的设计与制造研究

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1、大型风电复合材料机舱罩的设计与制造研究：TU：A：1671－7597（2011）0310067－01　　　　1机舱罩的设计　　1.1机舱罩的外形设计　　机舱罩作为外覆盖件，不仅要承担保护内部核心部件的作用，同时也要美观，因为它是风电设备的门面，首先看到的就是机舱罩，所以机舱罩设计的既要满足工作的要求，还要美观大方，其外形的设计主要取决于：核心部件的大小及布置；符合空气动力学性能，尽量减小风载；充分考虑制造工艺水平；美观。　　1.2机舱罩的断面结构形式　　根据使用要求和制造工艺，机舱罩的断面结构形式通常分为以下几种：实心板、夹层结构、实心板和加强筋组合、夹层

2、结构和加强筋组合。　　2机舱罩的参数计算　　2.1材料特征值和设计值　　1）材料的特征值按下式计算：　　其中：Uα-对应于α%破坏概率的正态分布；UP-对应于P%置信度概率的正态分布；-材料试验的平均值；n-试验次数（至少十次）；CV-离散系数。　　2）安全系数：　　材料静强度安全系数rMa由局部安全系数rMo和缩减系数组Cia相乘得到　　其中：rMo=1.35-局部安全系数；C1a=1.35-老化影响；C2a=1.1-温度影响；C3a=1.1-用预浸料、压制技术、拉挤或树脂浇灌方法成型；C3a=1.2-用手工铺层、湿法成型；C4a=1.0-后固化成型；C

3、4a=1.1-非后固化成型。　　3）设计值：材料静强度的设计值Sd为特征值除以安全系数，即：Sd=RK/rMa　　2.2载荷　　1）自重：由机舱罩所含各部件的质量叠加即为自重，超载系数rf可取1.05。　　2）活载荷：①梯子、内部用于行走的踏板、平台等。Psk=3.0KN/m2，　　Fsk=1.5KN，作用在200X200（mm2）面积上。②顶部载荷，上罩用于行走的部分。Psk=3.0KN/m2，顶部载荷可通过限制人员数量来缩减，Fsk=1.5KN，作用在200X200（mm2）面积上。③提供水平抗力的所有结构单元上的水平载荷，Psk=1.0KN/m2Fs

4、k=1.5KN，沿每个方向。④系安全带的索孔，Psk=20KN/m2，沿每个方向。E.活载荷得局部安全系数rf取1.5.F.上述各种情况下，取值均为最小值，可根据风力发电机组自身特点取更高的值，各种载荷中最不利的载荷应为决定性的载荷。　　3）风载：①风压按下式计算：Pa，强度高，耐热性、抗大气侵蚀较好，电气性能与耐老化性能优良，耐水性较好，但容易被无机酸腐蚀，不适用于酸性环境。　　C-玻璃纤维，也成为中碱玻璃纤维，碱金属氧化物的含量在11.5%～12.5%之间，密度2.49g/cm3，单丝拉伸强度1767MPa，耐化学性特别是耐酸性优于无碱玻璃纤维，但电气

5、性能较差，机械强度低于无碱玻璃纤维10%～20%，耐水性也不如无碱玻璃纤维，且价格便宜。　　2）增强树脂：机舱罩所使用的树脂通常有不饱和聚酯树脂和环氧树脂两种，选用不饱和聚酯树脂即可满足设计要求，且经济性好，但树脂需添加相应的添加剂，使其具有较好阻燃性、耐腐蚀性、耐候性。除层压树脂之外，还需要胶衣树脂，胶衣树脂应能保护层压板抵御外部损伤和影响。　　3.2机舱罩的制造工艺　　机舱罩的制造工艺流程如下图：　　3.3常见缺陷　　1）光泽度不好。2）起皱。3）裂纹。4）制品表面发粘。5）流胶。6）气泡太多。