各位下午好，我今天分享的題目是：風(fēng)電復(fù)合材料拉擠板材測(cè)試要點(diǎn)及挑戰(zhàn)。

我主要從3個(gè)方面進(jìn)行分享：

1、制樣要點(diǎn)

大家知道復(fù)合材料拉擠板材測(cè)試當(dāng)中制樣占到了非常大的比重，首先我們是從制樣開始探討。對(duì)于拉擠板材本體靜態(tài)性能測(cè)試，我們這里梳理了一下需要粘貼加強(qiáng)片的占一半以上，壓縮加強(qiáng)片粘貼又是最難的項(xiàng)目。加強(qiáng)片作用，加強(qiáng)片作為力學(xué)性能測(cè)試過(guò)程中，起到保護(hù)樣品本體免受應(yīng)力集中帶來(lái)的破壞。遇到的問(wèn)題點(diǎn)：壓縮測(cè)試時(shí)，試樣容易因試樣厚度不均，發(fā)生失穩(wěn)導(dǎo)致異常斷裂。解決措施：粘貼后樣品整體厚度誤差需要控制在較小范圍內(nèi)，對(duì)粘貼工裝和人員操作提出很高要求。

（圖示）這是我們改進(jìn)后的粘貼工裝，我們需要將改進(jìn)后的工裝重新制樣，樣品的厚度均勻性需要控制在一個(gè)非常小的范圍之內(nèi)。右下角的圖片是我們將一組壓縮試樣，每一組測(cè)試10個(gè)點(diǎn)的厚度離散，大家看到這個(gè)離散是在一個(gè)非常小的范圍內(nèi)波動(dòng)。

關(guān)于樣品加工同樣重要，樣品直線度的保證，我們的方案是使用精密數(shù)控加工中心加工試樣，加工精度可控制在±0.02mm內(nèi)。加工厚度均勻性，在風(fēng)電0度拉伸和0度壓縮測(cè)試過(guò)程中，大家都知道多數(shù)情況都是要加工成2毫米厚的板材，所以說(shuō)試樣厚度均勻性對(duì)于測(cè)試數(shù)據(jù)離散非常重要。而且拉擠板材纖維在里面分布也不是特別均勻，所以說(shuō)在加工薄板的時(shí)候板材也會(huì)發(fā)生彎曲變形情況，我們方案是采用高精度平面加工模床和開放的真空吸盤工裝，確保樣品加工的厚度精度控制在±0.01mm以內(nèi)。

以上是針對(duì)制樣的探討，接下來(lái)是復(fù)合材料測(cè)試。

2、測(cè)試要點(diǎn)

在測(cè)試這里，我這里選取了幾個(gè)重要的項(xiàng)目來(lái)進(jìn)行分享，首先是模量測(cè)試。現(xiàn)在隨著葉片大型化追求的極致，模量的提升對(duì)葉片的設(shè)計(jì)取得關(guān)鍵性的因素。模量如果提升1點(diǎn)，葉片廠就會(huì)設(shè)計(jì)出來(lái)下一個(gè)葉型，所以對(duì)于模量測(cè)試準(zhǔn)確性保證是非常重要。

我從3個(gè)方面進(jìn)行分享：

引伸計(jì)夾持方式，常規(guī)測(cè)試普通樣品的表面不是特別光滑，影響沒(méi)有那么大。但如果用免脫碳板和免脫玻板進(jìn)行測(cè)試時(shí)，使用夾持方式固定試樣，面比較光滑的試樣，用橡皮筋固定引伸計(jì)，可減少引伸計(jì)打滑的情況，這是一個(gè)細(xì)節(jié)。

設(shè)備同軸度的校驗(yàn)，大家都知道設(shè)備同軸度有很多標(biāo)準(zhǔn)，美標(biāo)、國(guó)標(biāo)，要求都不一樣。但我們現(xiàn)在風(fēng)電方面測(cè)試基本上都是要嚴(yán)格按照美標(biāo)1102的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校驗(yàn)，同軸度要求小于5%以內(nèi)。

試樣對(duì)中，我們使用傳統(tǒng)L形對(duì)軸工裝，這個(gè)工裝缺點(diǎn)是在試樣時(shí)對(duì)沖性無(wú)法得到精確的保證，所以使用改進(jìn)后新型磁吸對(duì)中工裝，增加試樣寬度對(duì)中精度。

壓縮測(cè)試的分享，壓縮測(cè)試在我們復(fù)合材料拉擠板材本體測(cè)試?yán)锸亲铍y的，也是比較重要的一個(gè)項(xiàng)目。而且在我們前輩從開始，在以前經(jīng)驗(yàn)當(dāng)中發(fā)展出了很多工裝。最左邊是3410剪切工裝，再到中間端部加載工裝，再到混合加載工裝。我們現(xiàn)在測(cè)試?yán)瓟D板材壓縮過(guò)程中就發(fā)現(xiàn)，這幾種工裝測(cè)試的強(qiáng)度值都會(huì)偏低，沒(méi)有辦法正確的表征拉擠板材真實(shí)的壓縮性能，所以我們后面才使用改進(jìn)后的混合加載工裝，這個(gè)工裝優(yōu)點(diǎn)就是我們?cè)趭A持力方面可以自由調(diào)節(jié)，也可以很好控制。

我們看一下做的實(shí)驗(yàn)，針對(duì)于幾種工裝在測(cè)試單軸向織物的表現(xiàn)，我們使用混合加載（改進(jìn)型）工裝相比剪切加載工裝，壓縮強(qiáng)度提升了至少20%以上。基于以前的實(shí)驗(yàn)，我們?nèi)A司特也對(duì)碳拉擠板壓縮性能首要選取了改進(jìn)后的混合加載工裝，這個(gè)工裝測(cè)試結(jié)果顯示壓縮強(qiáng)度達(dá)1600MPa，特征值達(dá)到1400MPa（根據(jù)DNV.GL-ST-0376標(biāo)準(zhǔn)）。

針對(duì)碳板拉拉疲勞測(cè)試探討，大家知道碳板拉伸強(qiáng)度達(dá)到2200MPa以上，因強(qiáng)度太高測(cè)試疲勞時(shí)，容易出現(xiàn)抽芯現(xiàn)象，導(dǎo)致疲勞性能數(shù)據(jù)偏低。我們改進(jìn)的方案是在板材表面增加一個(gè)保護(hù)層，增加保護(hù)層我們測(cè)試驗(yàn)證后試樣破壞模式就比較正常。右邊圖片就比較明顯，兩個(gè)對(duì)照起來(lái)。通過(guò)真空灌注在碳板表面增加保護(hù)層，碳板真空灌注后疲勞測(cè)試試樣斷裂正常。

針對(duì)拉壓疲勞和壓壓疲勞的探討，大家都知道碳板特點(diǎn)是模量高，剛性比較大，在我們測(cè)試壓向疲勞時(shí)最容易發(fā)生的是試樣失穩(wěn)，帶來(lái)測(cè)試時(shí)斷裂不正常的破壞。基于此，我們也自主設(shè)計(jì)開發(fā)了防失穩(wěn)工裝和對(duì)中工裝，保證每根試樣安裝一致性。緩沖墊材質(zhì)和厚度選擇也很關(guān)鍵。試樣溫升控制，試樣溫度太高會(huì)加速界面的破壞，保持試樣溫度升高不超過(guò)測(cè)試環(huán)境溫度10℃。

我們?nèi)A司特也對(duì)碳板的拉壓疲勞、壓壓疲勞測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，我們測(cè)試M值基本上在35以上，相關(guān)系數(shù)R值也是大于9。基于此，我們測(cè)試疲勞離散度還是在比較小的范圍之內(nèi)。

通過(guò)剛才幾個(gè)測(cè)試項(xiàng)目的探討做一個(gè)小結(jié)，針對(duì)于模量測(cè)試幾個(gè)點(diǎn)：

（1）模量測(cè)試：引伸計(jì)選取，設(shè)備同軸度、試樣對(duì)中性。

（2）壓縮測(cè)試：試樣均勻性和一致性，壓縮工裝，加載方式。

（3）拉-拉疲勞：特別關(guān)注灌注和未灌注的差異，失效模式是否在正常范圍之內(nèi)。

（4）拉壓和壓壓疲勞：對(duì)于碳板相對(duì)玻板更容易發(fā)生試樣失穩(wěn)的情況，然后就是試樣發(fā)熱問(wèn)題需要特別關(guān)注。

以上是關(guān)于制樣和測(cè)試的分享。

3、公司概況

接下來(lái)，請(qǐng)?jiān)试S我對(duì)華司特做一個(gè)簡(jiǎn)要的介紹。重慶華司特檢測(cè)技術(shù)有限公司是由重慶大渡口政府基金和員工團(tuán)隊(duì)投資的一家專注于復(fù)合材料檢測(cè)第三方公司。總部位于重慶市大渡口區(qū)，成立于2022年， 在重慶、 江蘇各設(shè)有1個(gè)實(shí)驗(yàn)室。主要從事纖維、織物及復(fù)合材料和相關(guān)產(chǎn)品的測(cè)試與分析、 技術(shù)咨詢服務(wù)。公司團(tuán)隊(duì)在2023年取得了CMA、CNAS及DNV的實(shí)驗(yàn)室資質(zhì)。公司業(yè)務(wù)范圍主要針對(duì)于芯材和硬質(zhì)泡沫塑料性能測(cè)試，還有纖維、織物和復(fù)合材料的物理性能及力學(xué)性能測(cè)試項(xiàng)目。樹脂、膠粘劑的性能測(cè)試。除此之外，我們公司也是對(duì)部件測(cè)試進(jìn)行開展當(dāng)中，同時(shí)我們?cè)谥耙彩歉鶰公司進(jìn)行了關(guān)于纖維織物、灌注、性能測(cè)試很多方面的合作，所以我們?cè)趶?fù)合材料測(cè)試方面經(jīng)驗(yàn)還是比較豐富的。

（圖示）這些是我們配置的關(guān)于制樣、加工、粘貼一些工裝的圖片。

我們?cè)谥貞c實(shí)驗(yàn)室、鹽城實(shí)驗(yàn)室都有布置疲勞試驗(yàn)機(jī)，左邊是重慶實(shí)驗(yàn)室的，還有右邊全部是鹽城實(shí)驗(yàn)室的圖片。公司靜態(tài)力值測(cè)試范圍從1000牛到2500牛，測(cè)試溫度范圍從負(fù)50到正300攝氏度。

以上是我的分享，這里有公司的聯(lián)系電話和微信，有需要可以隨時(shí)聯(lián)系，謝謝大家！