当今世界上,在严格要求节能减排的呼声下,新型绿色能源的开发备受关注,风能作为可再生的绿色能源是一种十分优良的潜在的可开发能源。
在风能发电中,风机叶片的结构和经编轴向材料的使用非常重要:风机叶片是一个复合材料制成的薄壳结构分为三部分,根部:材料一般为金属结构。外壳:一般为玻璃钢,通常使用树脂复合的双/多轴向结构。织物可以具有不同的结构,与不同的材料进行复合,再用树脂进行连结,模塑成半个外壳。一对半个外壳粘在一起形成一个承载外壳。龙骨:即加强筋或加强框,一般为玻璃纤维或碳纤维增强的复合材料。
用于增强的玻璃纤维织物过去大都使用经纬交织的机织物,但是与机织物相比,单轴向、双轴向和多轴向经编织物,具有明显的优势。在这类轴向织物中,承受载荷的轴向纱线完全呈伸直状态,因此其强力在承受载荷时可以完全利用,而机织物中的纱线呈波浪形弯曲,在承受载荷时强力损失达20%。
多轴向技术使几层纱线按不同的方向一层一层地铺叠在一起,并由编织纱线在编织点绑缚在一起。增强纱线与叶片轴向之间的角度根据预计的承载条件决定,因该织物可以根据最终使用目的而定做。实验证明,当纱线层按特定的方向伸直取向时,在实际应用中每根纤维的力学理论值的利用率几乎能达到100%。
轴向织物中按照刚度和强度的要求,在同一层或不同层中可以使用不同种类的纤维,如可以使用碳纤维和Kevlar纤维。(天津工业大学教授 邱冠雄)