风电叶片的主梁及其芯材和板材的铺设方法技术

本发明专利技术公开了风电叶片的主梁及其芯材和板材的铺设方法，所述的主梁包含第一芯材和板材，所述的铺设方法包含以下步骤：步骤(1)，铺设第一芯材，第一芯材至少一侧具有斜面，所述的斜面与第一芯材的底面呈锐角；步骤(2)，在所述斜面的旁侧逐层铺设板材，所述的板材具有倾斜的第一侧面，所述板材的第一侧面和所述的斜面贴合。本发明专利技术是先定位和铺设芯材，然后板材贴着芯材边缘逐层铺设，这样，能够保证板材和芯材边缘贴合得足够紧密，而且不会造成板材错位。本发明专利技术避免了板材在堆叠时形成通缝而降低板材结构刚度和强度的问题，同时解决了板材和芯材交界面存在富树脂和主梁板材错位等缺陷风险的问题，易于实施，便于工人操作，能够提高生产效率。

Laying method of main beam, core material and plate of wind turbine blade

The invention discloses a laying method of a main beam of a wind turbine blade and its core material and plate, the main beam comprises a first core material and plate, and the laying method comprises the following steps: step (1), laying the first core material, at least one side of the first core material has an inclined plane, the inclined plane is sharp with the bottom surface of the first core material; step (2), laying the plate layer by layer on the side of the inclined plane, and The plate has an inclined first side, and the first side of the plate fits the inclined surface. The core material is positioned and laid first, and then the plate is laid layer by layer close to the edge of the core material, so as to ensure that the plate and the edge of the core material fit closely enough without causing the plate dislocation. The invention avoids the problem of forming a through joint when the plates are stacked to reduce the structural rigidity and strength of the plates, solves the problem of defects such as resin rich at the interface between the plates and the core materials and the dislocation of the main beam plates, is easy to implement, is convenient for the workers to operate, and can improve the production efficiency.

【技术实现步骤摘要】
风电叶片的主梁及其芯材和板材的铺设方法
本专利技术涉及风电叶片制作
，具体涉及一种风电叶片的主梁及其芯材和板材的铺设方法。
技术介绍
风能作为新能源的最重要板块之一，目前在全世界各国都获得了较大发展，大风轮直径的风力发电机组成为风电领域的技术趋势。随着叶片长度的增加，风机机组功率的增大，叶片的驱动设计逐渐从强度驱动转移到刚度驱动，因此单位模量成本较低的材料成为叶片结构设计的优选。风机叶片主要由主梁、腹板、壳体等部分组成，通常在其生产过程中预先制作主梁、腹板，再制作壳体，壳体制作过程中将主梁放入壳体一起灌注成型，固化成型后再粘结腹板，合模后制作叶片。碳纤维作为模量较高的一种纤维材料。现阶段主要使用真空灌注成型工艺和预浸料成型工艺制备风力机叶片的主梁。拉挤板材力学性能优异，单位模量成本较低，加工方法成熟简单，一般用于叶片的主梁或辅梁结构。用纤维增强树脂复合材料板材(以下简称板材)作为风电叶片的主梁和后缘辅梁的材料，在风电叶片领域越来越普遍。板材堆叠形成多层结构，然后与芯材经树脂灌注后可获得叶片的主梁或辅梁结构。现有用于叶片的主梁或辅梁结构的板材的截面一般呈长方形，长方形板材在堆叠时如果形成通缝，会降低板材的结构刚度和强度。为确保板材堆叠后的结构刚度和强度，需要提出一种合理的风电叶片的主梁的芯材和板材的铺设方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种风电叶片的主梁及其芯材和板材的铺设方法。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种风电叶片的主梁的芯材和板材的铺设方法，所述的主梁包含第一芯材和板材，所述的铺设方法包含以下步骤：步骤(1)，先铺设第一芯材，所述的第一芯材至少一侧具有斜面，所述的斜面与所述第一芯材的底面呈锐角；步骤(2)，然后在所述斜面的旁侧逐层铺设板材，所述的板材具有倾斜的第一侧面，所述板材的第一侧面和所述的斜面贴合。较佳地，所述的板材还具有倾斜的第二侧面，所述的第二侧面与所述板材的底面呈锐角。较佳地，步骤(1)中，所述的第一芯材铺设于所述主梁的中部，所述的第一芯材的两侧均具有所述的斜面，；步骤(2)中，在所述的第一芯材的两侧均铺设有所述的板材。较佳地，所述的主梁还包含边缘芯材；所述的铺设方法还包含步骤(3)：将所述的边缘芯材铺设于所述板材的外侧，并与所述板材的第二侧面贴合。较佳地，所述的第一芯材呈梯形，所述的边缘芯材呈直角梯形。较佳地，步骤(1)中，所述的第一芯材的单侧具有所述的斜面；步骤(2)中，在所述第一芯材的斜面侧铺设所述的板材；所述的主梁还包含边缘芯材；所述的铺设方法还包含步骤(3)：将所述的边缘芯材铺设于所述板材的外侧，并与所述板材的第二侧面贴合。较佳地，所述的第一芯材和所述的边缘芯材均呈直角梯形。较佳地，所述的板材的截面呈平行四边形，并且所述平行四边形的其中一条对角线上的两个角还设有斜角。较佳地，所述的板材的截面呈梯形，并且所述梯形的两个底角处还设有斜角；所述的板材堆叠时每层的板材数量为偶数。本专利技术还提供了根据上述的铺设方法获得的风电叶片的主梁。有益效果：(1)本专利技术选用的板材结构避免了板材在堆叠时形成通缝而降低板材结构刚度和强度的问题，并有利于板材层间形成树脂流道，减少灌注时间，提高灌注效率和效果。(2)本专利技术提出的方法是先定位和铺设芯材，然后板材贴着芯材边缘逐层铺设，这样，能够保证板材和芯材边缘贴合得足够紧密，而且不会造成板材错位的问题。(3)本专利技术解决了板材堆叠后会在板材结构边缘处形成斜边结构，使得板材和芯材交界面存在富树脂和主梁板材错位等缺陷风险的问题，且本专利技术易于实施，便于工人操作，能够加快叶片的制造速度，提高生产效率。附图说明图1为风电叶片生产工艺中采用的平行四边形板材的截面图。图2为图1所示的平行四边形板材组合后的结构形式。图3为图1所示的平行四边形板材在第一芯材两侧堆叠的结构示意图。图4为图1所示的平行四边形板材堆叠后得到的主梁与壳体一体灌注的结构示意图。图5为图1所示的平行四边形板材堆叠后得到的主梁在主梁模具中的第一种铺层形式。图6为图1所示的平行四边形板材堆叠后得到的主梁在主梁模具中的第二种铺层形式。图7为图1所示的平行四边形板材堆叠后得到的主梁在主梁模具中的第三种铺层形式。图8为风电叶片生产工艺中采用的梯形板材的截面图。图9为图8所示的梯形板材组合后的结构形式。图10为图8所示的梯形板材在第一芯材两侧堆叠的结构示意图。图11为图8所示的梯形板材堆叠后得到的主梁与壳体一体灌注的结构示意图。图12为图8所示的梯形板材堆叠后得到的主梁在主梁模具中的第一种铺层形式。图13为图8所示的梯形板材堆叠后得到的主梁在主梁模具中的第二种铺层形式。图14为图8所示的梯形板材堆叠后得到的主梁在主梁模具中的第三种铺层形式。具体实施方式以下结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步的说明。风电叶片的生产领域中，如果采用截面呈长方形的板材作为叶片的主梁或辅梁结构的材料，在长方形的板材堆叠后，形成的通缝会降低板材的结构刚度和强度。本专利技术采用两种板材结构，其截面分别如图1以及图8所示。图1所示的平行四边形板材1的截面呈平行四边形，并且所述平行四边形的其中一条对角线上的两个角还设有斜角，以在板材组合后形成树脂流道。图8所示的梯形板材2的截面呈梯形，并且所述梯形的两个底角处还设有斜角，以在板材组合后形成树脂流道。图1所示的平行四边形板材1堆叠后如图2所示。图8所示的梯形板材2堆叠后如图9所示(梯形板材2堆叠时每层的数量为偶数，即偶数个梯形板材2进行组合)。这两种板材堆叠后会形成图2所示板材结构边缘11处或图9所示板材结构边缘21处的斜边结构。这两种板材的结构具有以下特点：(1)避免了长方形板材在堆叠时形成通缝而降低板材结构刚度和强度的问题；(2)其特殊的板材结构有利于板材层间形成树脂流道，减少灌注时间，提高灌注效率和效果。在生产工艺中，风电叶片铺层时通常首先定位主梁位置并铺设主梁板材，再铺设边缘芯材，然而，利用上述两种板材形成的堆叠结构，在其边缘铺设芯材会出现以下问题：(1)图2所示板材结构边缘11处和图9所示板材结构边缘21处的芯材铺设时会存在盲区，不能很好地贴合板材结构边缘11或板材结构边缘21，导致该边缘处芯材与板材的缝隙过大，灌注后形成富树脂等缺陷；(2)在板材结构边缘11或板材结构边缘21处铺设芯材时可能会造成主梁板材错位，这是因为风电叶片铺层时首先定位主梁位置并铺设主梁板材，再铺设边缘芯材，由于板材结构边缘处铺设芯材需要向板材侧施加一定的力顶进去，可能造成主梁板材错位。为解决图2所示板材结构边缘11处和图9所述板材结构边缘21处的芯材铺设存在盲区导致富树脂问题，及芯材铺设可能造成主梁板材错位的问题，本专利技术提出了一种针对图2和图9所示两种板材堆叠结构(堆叠后会形成图2所示板材结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风电叶片的主梁的芯材和板材的铺设方法，其特征在于，所述的主梁包含第一芯材和板材，所述的铺设方法包含以下步骤：/n步骤(1)，铺设第一芯材，所述的第一芯材至少一侧具有斜面，所述的斜面与所述第一芯材的底面呈锐角；/n步骤(2)，在所述斜面的旁侧逐层铺设板材，所述的板材具有倾斜的第一侧面，所述板材的第一侧面和所述的斜面贴合。/n

【技术特征摘要】
1.一种风电叶片的主梁的芯材和板材的铺设方法，其特征在于，所述的主梁包含第一芯材和板材，所述的铺设方法包含以下步骤：
步骤(1)，铺设第一芯材，所述的第一芯材至少一侧具有斜面，所述的斜面与所述第一芯材的底面呈锐角；
步骤(2)，在所述斜面的旁侧逐层铺设板材，所述的板材具有倾斜的第一侧面，所述板材的第一侧面和所述的斜面贴合。


2.根据权利要求1所述的风电叶片的主梁的芯材和板材的铺设方法，其特征在于，所述的板材还具有倾斜的第二侧面，所述的第二侧面与所述板材的底面呈锐角。


3.根据权利要求2所述的风电叶片的主梁的芯材和板材的铺设方法，其特征在于，
步骤(1)中，所述的第一芯材铺设于所述主梁的中部，所述的第一芯材的两侧均具有所述的斜面；
步骤(2)中，在所述的第一芯材的两侧均铺设所述的板材。


4.根据权利要求3所述的风电叶片的主梁的芯材和板材的铺设方法，其特征在于，
所述的主梁还包含边缘芯材；
所述的铺设方法还包含步骤(3)：将所述的边缘芯材铺设于所述板材的外侧，并与所述板材的第二侧面贴合。


5.根据权利要求4所述的风电叶片...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振国，王国军，文欢，赵大文，李海涛，
申请(专利权)人：上海电气风电集团有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31