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

我主要從3個方面進行分享：

1、制樣要點

大家知道復(fù)合材料拉擠板材測試當中制樣占到了非常大的比重，首先我們是從制樣開始探討。對于拉擠板材本體靜態(tài)性能測試，我們這里梳理了一下需要粘貼加強片的占一半以上，壓縮加強片粘貼又是最難的項目。加強片作用，加強片作為力學(xué)性能測試過程中，起到保護樣品本體免受應(yīng)力集中帶來的破壞。遇到的問題點：壓縮測試時，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)，對粘貼工裝和人員操作提出很高要求。

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

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度壓縮測試過程中，大家都知道多數(shù)情況都是要加工成2毫米厚的板材，所以說試樣厚度均勻性對于測試數(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，所以說在加工薄板的時候板材也會發(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)。

以上是針對制樣的探討，接下來是復(fù)合材料測試。

2、測試要點

在測試這里，我這里選取了幾個重要的項目來進行分享，首先是模量測試。現(xiàn)在隨著葉片大型化追求的極致，模量的提升對葉片的設(shè)計取得關(guān)鍵性的因素。模量如果提升1點，葉片廠就會設(shè)計出來下一個葉型，所以對于模量測試準確性保證是非常重要。

我從3個方面進行分享：

引伸計夾持方式，常規(guī)測試普通樣品的表面不是特別光滑，影響沒有那么大。但如果用免脫碳板和免脫玻板進行測試時，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，可減少引伸計打滑的情況，這是一個細節(jié)。

設(shè)備同軸度的校驗，大家都知道設(shè)備同軸度有很多標準，美標、國標，要求都不一樣。但我們現(xiàn)在風(fēng)電方面測試基本上都是要嚴格按照美標1102的標準進行校驗，同軸度要求小于5%以內(nèi)。

試樣對中，我們使用傳統(tǒng)L形對軸工裝，這個工裝缺點是在試樣時對沖性無法得到精確的保證，所以使用改進后新型磁吸對中工裝，增加試樣寬度對中精度。

壓縮測試的分享，壓縮測試在我們復(fù)合材料拉擠板材本體測試里是最難的，也是比較重要的一個項目。而且在我們前輩從開始，在以前經(jīng)驗當中發(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)在測試拉擠板材壓縮過程中就發(fā)現(xiàn)，這幾種工裝測試的強度值都會偏低，沒有辦法正確的表征拉擠板材真實的壓縮性能，所以我們后面才使用改進后的混合加載工裝，這個工裝優(yōu)點就是我們在夾持力方面可以自由調(diào)節(jié)，也可以很好控制。

我們看一下做的實驗，針對于幾種工裝在測試單軸向織物的表現(xiàn)，我們使用混合加載（改進型）工裝相比剪切加載工裝，壓縮強度提升了至少20%以上。基于以前的實驗，我們?nèi)A司特也對碳拉擠板壓縮性能首要選取了改進后的混合加載工裝，這個工裝測試結(jié)果顯示壓縮強度達1600MPa，特征值達到1400MPa（根據(jù)DNV.GL-ST-0376標準）。

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

針對拉壓疲勞和壓壓疲勞的探討，大家都知道碳板特點是模量高，剛性比較大，在我們測試壓向疲勞時最容易發(fā)生的是試樣失穩(wěn)，帶來測試時斷裂不正常的破壞。基于此，我們也自主設(shè)計開發(fā)了防失穩(wěn)工裝和對中工裝，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，試樣溫度太高會加速界面的破壞，保持試樣溫度升高不超過測試環(huán)境溫度10℃。

我們?nèi)A司特也對碳板的拉壓疲勞、壓壓疲勞測試數(shù)據(jù)進行了分析，我們測試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，我們測試疲勞離散度還是在比較小的范圍之內(nèi)。

通過剛才幾個測試項目的探討做一個小結(jié)，針對于模量測試幾個點：

（1）模量測試：引伸計選取，設(shè)備同軸度、試樣對中性。

（2）壓縮測試：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：對于碳板相對玻板更容易發(fā)生試樣失穩(wěn)的情況，然后就是試樣發(fā)熱問題需要特別關(guān)注。

以上是關(guān)于制樣和測試的分享。

3、公司概況

接下來，請允許我對華司特做一個簡要的介紹。重慶華司特檢測技術(shù)有限公司是由重慶大渡口政府基金和員工團隊投資的一家專注于復(fù)合材料檢測第三方公司。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個實驗室。主要從事纖維、織物及復(fù)合材料和相關(guān)產(chǎn)品的測試與分析、 技術(shù)咨詢服務(wù)。公司團隊在2023年取得了CMA、CNAS及DNV的實驗室資質(zhì)。公司業(yè)務(wù)范圍主要針對于芯材和硬質(zhì)泡沫塑料性能測試，還有纖維、織物和復(fù)合材料的物理性能及力學(xué)性能測試項目。樹脂、膠粘劑的性能測試。除此之外，我們公司也是對部件測試進行開展當中，同時我們在之前也是跟M公司進行了關(guān)于纖維織物、灌注、性能測試很多方面的合作，所以我們在復(fù)合材料測試方面經(jīng)驗還是比較豐富的。

（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。

我們在重慶實驗室、鹽城實驗室都有布置疲勞試驗機，左邊是重慶實驗室的，還有右邊全部是鹽城實驗室的圖片。公司靜態(tài)力值測試范圍從1000牛到2500牛，測試溫度范圍從負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，有需要可以隨時聯(lián)系，謝謝大家！