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（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）

真空導(dǎo)入工藝因其較低的原材料價(jià)格、更好的產(chǎn)品性能、成熟的生產(chǎn)工藝和穩(wěn)定的成品質(zhì)量被普遍認(rèn)為是復(fù)合材料葉片低成本的最佳工藝。原有的風(fēng)電葉片生產(chǎn)工藝不斷地進(jìn)行升級(jí)優(yōu)化，形成各個(gè)葉片、各個(gè)公司特定的工藝特點(diǎn)，步入制造成熟階段后生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)入提速增效過程，使復(fù)合材料葉片制造樹脂導(dǎo)入后的固化過程成為一個(gè)關(guān)鍵的時(shí)間可調(diào)節(jié)點(diǎn)，但關(guān)于這方面的資料比較少，只有個(gè)別研究者對(duì)不同固化工藝制度制作的三軸向纖維織物復(fù)合材料進(jìn)行了靜力測(cè)試和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的對(duì)比測(cè)試，以尋找合適的高溫短周期的固化制度，但未對(duì)疲勞特性進(jìn)行對(duì)比分析。

目前風(fēng)電產(chǎn)品固化效果的快速評(píng)價(jià)主要通過材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和外觀進(jìn)行評(píng)判，未對(duì)疲勞性能與固化制度的關(guān)系進(jìn)行相關(guān)的研究。若實(shí)驗(yàn)測(cè)試的葉片成型工藝和批量化產(chǎn)品制作的材料工藝性能存在差異，未進(jìn)行深入的預(yù)固化工藝變更論證分析，一旦葉片后期出現(xiàn)承載能力的下降，將直接威脅葉片甚至整機(jī)的服役壽命?；谝陨涎芯勘尘埃髡呓Y(jié)合現(xiàn)有的葉片固化制度以及預(yù)期出現(xiàn)的固化制度進(jìn)行研究，通過對(duì)比不同預(yù)固化制度下材料性能的差異，為風(fēng)電葉片的工藝制造提出可行性建議。

研究中使用的樹脂:DQ200E/204H 四川東樹新材料有限公司, 織物:UD-TMII-L1250常州宏發(fā)縱橫新材料有限公司。

采用真空導(dǎo)入工藝制作纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂的疲勞測(cè)試試樣，八層纖維織物對(duì)稱鋪層，吸注后分別采用35℃ 6h＋70℃ 6h,50℃ 2h＋70℃ 6h, 65℃ 2h＋70℃ 6h,85℃ 4h 四種固化方式。85℃ 4h是在實(shí)驗(yàn)室制樣時(shí)為縮減時(shí)間周期特定的一個(gè)固化制度。

在某型號(hào) 64m葉片制作過程中，制造環(huán)節(jié)實(shí)施提速增效,在固化制度中加快了模具升溫速率及預(yù)固化溫度、以縮短生產(chǎn)時(shí)間， 模具加熱在灌注完成后的預(yù)固化段加熱速率較快，預(yù)固化 25h 內(nèi)模具溫度反饋顯示溫度由 35 ℃升至 75 ℃ (最高達(dá)到 80 ℃ )。

對(duì)不同預(yù)固化條件下樹脂和復(fù)合材料的性能進(jìn)行了對(duì)比測(cè)試。樹脂澆鑄體測(cè)試中，結(jié)果表明拉伸強(qiáng)度和模量測(cè)試值相近無明顯差異，F(xiàn)RP 靜態(tài)拉伸強(qiáng)度和模量測(cè)試值相近,也無明顯差異；玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的測(cè)試結(jié)果表明不同固化體制下固化的 FRP 試樣的Tg基本一致，該測(cè)試項(xiàng)只能表明樹脂固化完好，不能表征樹脂和纖維復(fù)合的綜合特性。在FRP疲勞性能測(cè)試中，本文按照DNV GL2015 規(guī)范的要求進(jìn)行了與表3靜力測(cè)試同批次相近體積含量下不同固化制度成型試樣的應(yīng)力壽命關(guān)系對(duì)比測(cè)試比較疲勞測(cè)試的 m 值.

TMII-L1250 織物在R 為 0.1時(shí)的拉拉疲勞測(cè)試結(jié)果表明預(yù)固化溫度對(duì)S-N曲線的斜率 m值具有較大影響,在預(yù)固化溫度超過50℃ 后,m值出現(xiàn)下降,數(shù)據(jù)離散程度變大,材料的穩(wěn)定性變差,大約63.7 ℃時(shí)，m值接近GL規(guī)范中的最低值 10,對(duì) 85 ℃預(yù)固化試樣進(jìn)行了在 R 為-1時(shí)的拉壓疲勞測(cè)試,當(dāng)壽命次數(shù)達(dá)到百萬級(jí)左右時(shí)出現(xiàn)試樣材料“粉化現(xiàn)象”。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)試結(jié)果分析 S-N 曲線斜率下降的主要原因，初步推斷為預(yù)固化溫度過高,放熱接近固化后Tg降低了樹脂與纖維界面形成的結(jié)合力，同時(shí)拉壓疲勞時(shí)啞鈴型區(qū)域出現(xiàn)壓縮力，導(dǎo)致出現(xiàn)壓縮力下樹脂材料分層斷裂損傷摩擦后粉化的特性。

預(yù)固化時(shí)間-溫度曲線見圖5。預(yù)固化時(shí)間短、溫度高制作的 64m葉片產(chǎn)品出現(xiàn)帶狀泛白,分析判斷此現(xiàn)象歸因于模具在預(yù)固化恒溫停留時(shí)間短,固化溫度過于劇烈且樹脂放熱峰存在時(shí)間段重疊而出現(xiàn)應(yīng)力紋。對(duì)比分析工藝實(shí)驗(yàn)方案的差異，結(jié)合疲勞測(cè)試的m最低值要求,調(diào)整預(yù)固化段為60℃恒溫25h,提出延長預(yù)固化時(shí)間段的解決方案并驗(yàn)證方案的有效性,按照此方案制作的產(chǎn)品消除了復(fù)合材料葉片表面的泛白缺陷,達(dá)到了很好的外觀效果,驗(yàn)證了推論的正確性.在風(fēng)電葉片復(fù)合材料制造過程中,預(yù)固化階段模具溫度對(duì)復(fù)合材料的微觀界面特性、疲勞壽命具有較大的影響，具體表現(xiàn)為復(fù)合材料葉片的外觀以及服役期間性能的穩(wěn)定性。