一种风电叶片的结构件及风电叶片壳体的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种风电叶片的结构件及风电叶片壳体的制备方法，该结构件铺设于风电叶片的主承载结构之间，包括：第一侧壁、与所述第一侧壁相对设置的第二侧壁、与所述第一侧壁和所述第二侧壁均相邻设置的第三侧壁、与所述第三侧壁相对设置的第四侧壁，所述结构件的横截面上所述第三侧壁和所述第四侧壁均为一圆弧，所述第一侧壁和所述第二侧壁在同一延伸方向上的延伸面具有一夹角，本发明专利技术大幅降低叶片芯材重量；有效的降低了叶片成本，叶片芯材区域的抗屈曲能力大幅提高；具有弧度的表面可保证结构件与叶片模具表面贴合较好，形成叶片树脂灌注流道，具有较好的工艺性。具有较好的工艺性。具有较好的工艺性。

【技术实现步骤摘要】
一种风电叶片的结构件及风电叶片壳体的制备方法


[0001]本专利技术涉及风电叶片设计及制造
，具体涉及一种风电叶片的结构件及风电叶片壳体的制备方法。

技术介绍

[0002]风电叶片的主承载结构是由板材(即纤维增强树脂复合材料拉挤板材)制作而成，包含叶片主梁和后缘辅梁。主承载结构之间使用芯材填充，现有的风电叶片壳体的芯材主要材料为Balsa木、PET和PVC，是非主承载结构，主要用于抗屈曲。增加芯材厚度是提高抗屈曲能力最有效的方法。
[0003]随着叶片长度及载荷的提高，叶片壳体芯材的设计厚度增加，现有的技术中带来了两个问题：一、芯材厚度太大，叶片生产时树脂灌注存在问题，造成叶片质量问题；二、芯材用量增加较多，而芯材的价格高且供应链不稳定，造成叶片总成本提高幅度较大。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了提供一种风电叶片的结构件及风电叶片壳体的制备方法。旨在解决现有技术中叶片壳体芯材设计厚度增加带来的树脂灌注问题和成本增加问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0006]一方面，本专利技术提供了一种风电叶片的结构件，该结构件铺设于风电叶片的主承载结构之间，包括：第一侧壁、与所述第一侧壁相对设置的第二侧壁、与所述第一侧壁和所述第二侧壁均相邻设置的第三侧壁、与所述第三侧壁相对设置的第四侧壁，所述第四侧壁与所述第一侧壁和所述第二侧壁均相邻设置，
[0007]所述结构件的横截面上所述第三侧壁和所述第四侧壁均为一圆弧，两个所述圆弧的弧向一致，
[0008]所述第一侧壁和所述第二侧壁在同一延伸方向上的延伸面具有一夹角；
[0009]所述结构件整体呈两端封闭的长条状六面体结构，且其内部中空。
[0010]优选的，所述夹角的角度x的取值范围为：0.5
°
≤x≤2.5
°
。
[0011]优选的，所述第一侧壁至第四侧壁中的至少一个侧壁上间隔开设有若干个凹槽。
[0012]优选的，若干个所述凹槽间隔开设在所述第一侧壁和所述第二侧壁上，每一所述凹槽沿对应的所述第一侧壁和所述第二侧壁的高度方向延伸。
[0013]优选的，所述结构件横截面的四个顶角处分别设有一倒角。
[0014]优选的，所述圆弧面的截面为一圆弧，所述圆弧的半径根据叶片模具的曲率进行设计，所述叶片模具的曲率越小，则所述圆弧的半径越大。
[0015]优选的，所述圆弧的半径大于等于D/2，其中D为叶片叶根圆半径。
[0016]优选的，还包括若干个肋筋，其设置在所述结构件内部。
[0017]优选的，所述结构件采用玻璃纤维纱束通过拉挤工艺形成。
[0018]一方面，本专利技术还提供了一种风电叶片的结构件的制备方法，所述结构件的制备
方法包括：
[0019]步骤S1：根据上述结构件的设计图纸，制造所述结构件的模具；
[0020]步骤S2：根据所述结构件的模具，利用拉挤工艺，制造拉挤玻纤复合材料的所述六面体结构的四个侧壁，形成拉挤结构件；
[0021]步骤S3：将所述拉挤结构件的两端进行封边，形成空心的所述六面体结构即为所述结构件；
[0022]优选的，根据上述的风电叶片的机构件的设计图纸制造所述结构件的模具，在所述拉挤结构件出所述模具后未完成固化的位置添加所述凹槽的制造工装，形成所述凹槽。
[0023]另一方面，本专利技术还提供了一种风电叶片壳体的制备方法，包括：
[0024]步骤T1：预先获取叶片壳体模具，以及若干个上述的结构件；
[0025]步骤T2：在所述叶片壳体模具中铺设复合材料织物布层；
[0026]步骤T3：在叶片芯材区域内铺设相同的若干个所述结构件；
[0027]步骤T4：完成所述叶片所有铺层后进行树脂灌注，树脂固化后形成叶片壳体。
[0028]优选的，铺设的所述结构件的长度方向与所述叶片的长度方向一致或趋于一致。
[0029]本专利技术还提供了一种风电叶片，该风电叶片的壳体应用上述的风电叶片壳体的制备方法制备而成。
[0030]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0031]本专利技术提供一种结构件代替现有技术中的大厚度叶片壳体芯材Balsa，大幅降低叶片芯材重量；有效的降低了叶片成本，叶片芯材区域的抗屈曲能力大幅提高，叶片长度方向模量大幅度提高，由于模量与抗屈曲强度成正比，因此相应的抗屈曲强度也能大幅度提高；工艺性较好，具有弧度的表面可保证结构件与叶片模具表面贴合较好，沟槽和凹槽的设计，形成叶片树脂灌注流道，具有较好的工艺性。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
[0033]图1为本专利技术一实施例提供的一种风电叶片的结构件的截面图；
[0034]图2为本专利技术一实施例提供的结构件第一侧壁的凹槽；
[0035]图3为本专利技术一实施例提供的结构件拼接长度方向沟槽示意图；
[0036]图4为本专利技术一实施例提供的两个结构件铺设后的俯视图；
[0037]图5为本专利技术一实施例提供的两结构件拼接后A处凹槽示意图；
[0038]图6为本专利技术一实施例提供的替代芯材的结构件在壳体中铺设示意图；
[0039]附图标记说明：1
‑
结构件，101
‑
凹槽，102
‑
沟槽。
具体实施方式
[0040]以下结合附图1
‑
6和具体实施方式对本专利技术提出的风电叶片的结构件及风电叶片壳体的制备方法作进一步详细说明。根据下面说明，本专利技术的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本
专利技术实施方式的目的。为了使本专利技术的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
能涵盖的范围内。
[0041]鉴于现有技术中叶片芯材的不足，为了解决现有技术中的叶片壳体芯材设计厚度增加带来的树脂灌注问题和成本增加问题。
[0042]本实施例提供了一种风电叶片的结构件，该结构件铺设于风电叶片的主承载结构之间，用于替代现有的铺设于风电叶片主承载结构之间的叶片芯材，包括：第一侧壁、与所述第一侧壁相对设置的第二侧壁、与所述第一侧壁和所述第二侧壁均相邻设置的第三侧壁、与所述第三侧壁相对设置的第四侧壁，所述第四侧壁与所述第一侧壁和所述第二侧壁均相邻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电叶片的结构件，其特征在于，该结构件铺设于风电叶片的主承载结构之间，包括：第一侧壁、与所述第一侧壁相对设置的第二侧壁、与所述第一侧壁和所述第二侧壁均相邻设置的第三侧壁、与所述第三侧壁相对设置的第四侧壁，所述第四侧壁与所述第一侧壁和所述第二侧壁均相邻设置，所述结构件的横截面上所述第三侧壁和所述第四侧壁均为一圆弧，两个所述圆弧的弧向一致，所述第一侧壁和所述第二侧壁在同一延伸方向上的延伸面具有一夹角；所述结构件整体呈两端封闭的长条状六面体结构，且其内部中空。2.如权利要求1所述的风电叶片的结构件，其特征在于，所述夹角的角度x的取值范围为：0.5
°
≤x≤2.5
°
。3.如权利要求1所述的风电叶片的结构件，其特征在于，所述第一侧壁至所述第四侧壁中的至少一个侧壁上间隔开设有若干个凹槽。4.如权利要求3所述的风电叶片的结构件，其特征在于，若干个所述凹槽间隔开设在所述第一侧壁和所述第二侧壁上，每一所述凹槽沿对应的所述第一侧壁和所述第二侧壁的高度方向延伸。5.如权利要求1所述的风电叶片的结构件，其特征在于，所述结构件的横截面的四个顶角处分别设有一倒角。6.如权利要求1所述的风电叶片的结构件，其特征在于，所述圆弧的半径根据叶片模具的曲率进行设计，所述叶片模具的曲率越小，则所述圆弧的半径越大。7.如权利要求6所述的风电叶片的结构件，其特征在于，所述圆弧的半径大于等于D/2，其中D为叶片叶根圆半径。8.如权利要求1所述的风电叶片的结构件，其特征在于，还包括若干个肋筋，其设置在所述结构件...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振国，王国军，
申请(专利权)人：上海电气风电集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：