用于风电叶片的分级竹层积材和杉木层积材的制造与评价.pdf

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1、用于风电叶片的分级竹层积材和杉木层积材的制造与评价黄晓东2008届博士中国林业科学研究院万方数据分类号密级公开UDC学位论文用于风电叶片的分级竹层积材和杉木层积材的制造与评价EvaluationandManufactureofGradingBambooandChinesefirLaminatedLumberofWindTurbineBladesMaterials黄晓东指导教师姓名江泽慧教授申请学位级别博士专业名称木材科学与技术研究方向竹质复合材料论文提交日期2008年5月论文答辩日期2008年6月学位授予日期2008年7月答辩委员会主席评阅人北京·中国林业科学

2、研究院万方数据学位论文用于风电叶片的分级竹层积材和杉木层积材的制造与评价学位论文作者黄晓东指导教师姓名江泽慧研究员申请学位级别博士专业名称木材科学与技术研究方向竹质复合材料论文答辩日期2008年6月中国·北京万方数据DissertationfortheDegreeEvaluationandManufactureofGradingBambooandChinesefirLaminatedLumberofWindTurbineBladesMaterialsCandidate:HuangXiaoDongSupervisor:JiangZeHuiAcademicDegr

3、eeAppliedfor:DoctorDegreeSpeciality:WoodScienceandTechnologyDateofDefence:2008.6Degree-Conferring-Institution:ChineseAcademyofForestry万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得本研究生培养单位或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献

4、均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解中国林业科学研究院有关保留、使用学位论文的规定，中国林业科学研究院有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权中国林业科学研究院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：导师签名：年月日年月日学位论文作者毕业联系方式工作单位：福建农林大学材料工程学院联系电话：0591-88180166电子邮

5、件：xiaodong_h@163.com通讯地址、邮编：福建省福州市鼓楼区西江滨大道12号高校住宅小区7座602.350001万方数据摘要数百年来，人类使用的能源由木材、焦炭、煤炭、石油和天然气，以及铀矿（核能）提供。由于所有这些能源的来源都受到了限制，而且在同一时间里，这些能源的使用还带来了环境污染的问题。优化利用能源和减少环境污染的要求使我们把能源发展的重点放在可持续清洁能源的供应上，这就是风能能够解决全球能源问题的关键所在。风力发电是利用风能来推动风力发电机发电。风力发电机叶片起着非常重要的作用，风力发电机的发电效率，取决于风力发电机叶片的材料、形状和角

6、度。因此，风力发电机叶片的材料起着至关重要的作用，叶片材料应具备高刚度，低密度和长期的疲劳寿命。目前风力发电机叶片在用材料主要是玻璃纤维增强塑料（GFRP）、碳纤维增强塑料（CFRP）和木/环氧复合材料,它们都存在各自的优缺点。众所周知：风力发电机叶片由于长期处于旋转（受力）的状态中，对材料的稳定性、均匀性、强度、刚度和密度等性能要求很高。作为风力发电机叶片材料性能中最重要的还是材料必须具有高的抗疲劳强度性能，其次很重要的一点是作为风力发电机叶片的材料，还必须具有原材料来源广泛、价格低廉的优势才行。由于碳纤维增强塑料价格昂贵，导致成品风力发电机叶片制造成本高，

7、且玻璃纤维增强塑料（GFRP）和碳纤维增强塑料（CFRP）这两种材料回收处理困难；木/环氧叶片使用大径级天然林木材（如花旗松等），原材料来源困难。本论文选择我国资源丰富、性能优良的毛竹（Phyllostachyspubescens）和杉木(Cunninghamialanceolata)做为原材料，研制可用于制造风力发电机叶片的分级杉木薄板层积材和分级竹青薄板层积材。与玻璃钢等人造工程材料相比，杉木边材径切板相关物理力学性能数值受树木的不同立地条件、生长环境等相关因素影响呈明显的无规律的变化，要生产物理力学性能优良且性能稳定的风力发电机叶片复合材料，就必须对全部

8、加工的杉木边材径切板进行检测，并按检测