夹心材料的选择
随着风机叶片的不断增大,市场竞争的不断增加,叶片制造商不断优化叶片设计以保持其在市场上的竞争优势。
WebCore科技公司销售工程部总监Scott Campbell表示:“叶片设计师和制造商可以通过去除过剩材料,对叶片各部分材料进行优化选择,使叶片在重量及成本上实现最佳化。但是,优化选择后留下的材料——树脂、层压材料和夹心材料——必须具备非常好的可预测性。”
叶片根部区域需要强度较高的夹心材料,巴沙木是一种比较优良的备选材料。然而,在制造较大叶片时,巴沙木的可变性给设计工程师的优化工作带来了限制。巴沙木是一种天然生长的木质产品,用于生产巴沙木夹心材料的单个原木在密度、强度及硬度上有很大的变化。即使所选原木的密度基本相同,用它制造的夹心材料的性能仍然存在巨大的差异。对巴沙木产品进行强度或硬度测试,结果会发现每个试样所测得的值大不相同。此外,木质产品可吸收水分,会使风机叶片尺寸发生变化。
TYCOR W 是一种根据专门设计,由合成材料制成的复合夹心材料。与巴沙木相比,TYCOR W夹心材料具有更高的一致性。在机械性能测试中,各试样之间的差异非常小。对TYCOR W而言,能够降低其设计性的因素非常少,因此在设计的过程中,原材料所具备的很多性能在很大程度上都可以被利用。
类似于苯乙烯丙烯晴(SAN)和聚氯乙烯(PVC)这样的结构泡沫都具有很高的一致性,且其重量比巴沙木轻。不过,它们的承载强度较小且价格更高。通常,低密度泡沫的厚度必须达到巴沙木的两倍才能实现巴沙木较高的强度和硬度性能。基于以上原因,泡沫更适合用在风机叶片中部到尖部压力较小的区域。
聚对苯二甲酸乙二酯(PET)泡沫是一种相对较新的泡沫夹心材料。相同重量的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)泡沫和聚氯乙烯(PVC)泡沫,前者的成本效益更高,但强度和硬度比后者低。由于聚对苯二甲酸乙二酯(PET)泡沫的重量比大部份结构泡沫都大,因此不具备大幅度减少重量的性能。但是,由于聚对苯二甲酸乙二酯(PET)泡沫的价格点非常有利,且与巴沙木相比具有更好的一致性,因此已开始被市场接受。
着眼于叶片制造商对大型叶片不断增加的需求,WebCore科技公司提供四个标准等级的TYCOR W夹心材料,为设计师和制造商优化叶片设计提供了灵活性,使他们有机会在整个叶片上使用TYCOR W夹心材料。例如,经过专门设计的TYCOR W 4可有效的用于叶片的高强度区域——或者接近根部的区域,同时它的重量较轻,是同等厚度巴沙木的高成本效益替代品。TYCOR W 1和TYCOR W 2则具有比苯乙烯丙烯晴(SAN)和聚氯乙烯(PVC)泡沫更高的成本效益,同时还具有高度一致性和减重属性,可用于叶片的中间及尖端部位。