【摘 要】
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通过控制缠绕线型改变轴管纤维角度,制备了一种轴向刚度渐变、压溃稳定的碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)变刚度薄壁圆管.对变刚度、[±45°]n以及[90°]n三类CFRP缠绕轴管进行轴向准静态压缩测试,结合数字图像相关技术(DIC)及有限元结果,对比三类结构压溃初始应变模式、损伤演化与应力状态结果,研究了变刚度结构的压溃响应与破坏机制.结果表明:不同纤维角度CFRP轴管因轴向刚度不同,压溃的初始破坏与损伤演化过程相异,三类结构产生不同的压溃响应与破坏模式.变刚度区连续变化的大角度纤维能有效地引发分层和“
【机 构】
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东华大学 材料学院,上海 201620;东华大学 上海市轻质结构复合材料重点实验室,上海 201620;东华大学 上海市高性能纤维复合材料省部共建协同创新中心,上海 201620;上海华渔新材料科技有
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通过控制缠绕线型改变轴管纤维角度,制备了一种轴向刚度渐变、压溃稳定的碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)变刚度薄壁圆管.对变刚度、[±45°]n以及[90°]n三类CFRP缠绕轴管进行轴向准静态压缩测试,结合数字图像相关技术(DIC)及有限元结果,对比三类结构压溃初始应变模式、损伤演化与应力状态结果,研究了变刚度结构的压溃响应与破坏机制.结果表明:不同纤维角度CFRP轴管因轴向刚度不同,压溃的初始破坏与损伤演化过程相异,三类结构产生不同的压溃响应与破坏模式.变刚度区连续变化的大角度纤维能有效地引发分层和“开花式”混合破坏,缓慢释放应变能,使变刚度CFRP轴管吸能效果明显优于其他两类结构.其峰值载荷为66.97 kN,压溃效率为50.8％,比吸能为10.1 kJ/kg,相对于[±45°]n结构比吸能提升156.35％,压溃效率提升518.76％,相对于[90°]n结构比吸能提升16.9％,压溃效率降低27.3％.
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随着风电产业的发展,越来越多的风电场建设及投运在复杂地形地区,这类地区的风速风向、入流角多变,湍流强度大,对机组的控制要求更高,因此,一些新的控制方法和技术得以应用,例如:扇区管理、场群控制等.这些新技术得以应用并发挥作用的重要基础是风电机组机舱能获取准确的指北角——如果指北角不准确,将会使风电机组主控给出有偏差甚至是错误的偏航和功率控制等指令,将大大影响扇区管理、场群控制的实际效果,甚至会给风电机组带来额外载荷,影响机组的运行安全.
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偏航系统是水平轴风电机组关键的组成系统之一,对于风电机组的发电性能以及安全性有着至关重要的作用.当前风电机组的偏航主要依据安装于机舱顶端的机械式风向仪采集点数据来进行控制,风向仪在工作期间难以避免地会受机组尾流影响而产生偏差,进而影响风电机组的发电量,使得风电机组塔架、主轴、偏航系统及桨叶载荷增加、风电机组寿命减少等.因此,需要应用新的技术和方法来校正偏航误差.
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