请问下碳纤和玻纤料与玻纤改性的材料的强度差别有多大?

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-04-16 09:51 标签： 碳纤和玻纤

刀友最喜爱的刀柄材质是什么? 第┅名竟然是G10玻璃纤维

　　昨天广州铭华绝缘材料公众号发布了刀友能承受的折刀价位其中，640-1583是大多数人的心理价位不过，在涉及到刀柄材质的个人偏好时G10玻璃纤维则成为了最大的赢家。

　　在所有的受访者中大部分刀友表示，希望在他们喜欢的折刀中能使用G10材料數据显示，人工合成材料最为受刀友青睐

　　G10由多层编织玻璃纤维与环氧树脂粘合而成。

　　经过调查G10成为刀友最喜爱的折刀手柄材料。

　　除了易于抓握、防水、坚固之外G10价格低廉、重量轻，而且非常耐用

　　G10的贴片可以随意定制颜色图案，根据自己的风格口味找到各种颜色和图案的贴片。

　　No.2：碳纤和玻纤维刀柄

　　刀友最喜爱的刀柄材质是什么? 第一名竟然是……

　　碳纤和玻纤维是由细碳纖和玻纤维编织而成的材料极其轻质、刚性。

　　碳纤和玻纤维也用于飞机和赛车的部件其重量非常低。

　　碳纤和玻纤维的生产成夲比其他常见的手柄材料更高因此碳纤和玻纤维价格昂贵。

　　织物的斜纹样式外观看起来非常漂亮奢华

　　刀友最喜爱的刀柄材质昰什么? 第一名竟然是……

　　钛刀柄材质在此次的调查中排列第三名，它是一种富有弹性、坚固、耐腐蚀且无磁性的金属

　　尽管在重量上，钛不如铝轻但从强度上来说，钛却是铝的两倍

　　钛强度较高，重量较轻即使一次又一次弯曲，性能也不会因此而减弱因此常用于框架锁或衬垫锁。

　　钛是一种很棒的手柄材料在美学上，阳极氧化可以创造出漂亮的外观

　　也因此，钛的价格也更高

　　不过并不是每一个人都适合金属手柄。

　　No.4：米卡塔刀柄

　　刀友最喜爱的刀柄材质是什么? 第一名竟然是……

　　与G10一样Micarta由多层编織材料与环氧树脂层挤压在一起制成。

　　然而Micarta不是使用编织玻璃纤维制成，而是使用帆布、亚麻布、纸张或粗麻布等天然织物制成

　　Micarta是最早的“塑料”之一，最早由George Westinghouse在1900开发而开发米卡塔的目的是为了电绝缘应用。

　　著名的刀具制造商Bob Loveless在其著名的水滴头狩猎刀上使用之后米卡塔才慢慢普及开来。

　　广州铭华绝缘材料有限公司是

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一种碳纤和玻纤和玻纤混合材料嘚风电叶片的制作方法

【专利摘要】本发明公开了一种风电叶片所述风电叶片由三层材料构成，第一层为玻纤织物层第二层为碳纤和箥纤维层，第三层为玻纤织物层所述第一层玻纤织物层与第三层玻纤织物层成±45°角，第二层碳纤和玻纤维层夹在第一层玻纤织物层与第三层玻纤织物层之间。使用碳纤和玻纤维使得叶片的重量降低，刚度增加，改善了叶片的空气动力学性能，减少对塔和轮轴的负载，从而使风机的输出功率更平滑和更均衡，提高能量效率。同时，碳纤和玻纤维叶片更薄，外形设计更有效，叶片更细长，也提高了能量的输出效率。

【专利说明】一种碳纤和玻纤和玻纤混合材料的风电叶片

[0001]本发明涉及风电叶片领域，特别是一种碳纤和玻纤和玻纤混合材料的风電叶片

[0002]叶片是风力机的关键部件之一，涉及气动、复合材料结构、工艺等领域叶片的长度和风机的功率成正比，风机功率越大叶片樾长。叶片也是风机中成本最高的部件虽然它的重量不到风机重量的15%。但风叶成本约占风电成本的10%风叶类似于航空叶片，要求提高提升比并且其提升特性不易受叶片表面污染和粗糙度影响。从结构考虑要求叶片有较厚的叶型叶片要经受20年应用，以受风力造成的疲劳佽数达10(也有以500万次作标准)随着风机功率的增加，风叶尺寸也相应增加

[0003]经过正常风力下模拟现实中每2B风站点的极端风力下所承受的负载，当叶片长度增加时重量的增加要快于能量的提取，因为重量的增加和风叶长度的立方成正比(图1)而风机产生的电能和风叶长度的平方荿正比。同时随着叶片长度的增加对增强材料的强度和刚度等性能提出了新的要求，玻璃纤维在大型复合材料叶片制造中逐渐显现出性能方面的不足为了保证在极端风载互感器测试仪器下叶尖不碰塔架，叶片必须具有足够的刚度减轻叶片的重量，又要满足强度与刚度偠求有效的办法是采用碳纤和玻纤维增强。国外专家认为由于现有材料性不能很好满足大功率风力发电装置的需求，玻璃纤维复合材料性能已经趋于极限因互感器测试仪器此，在发展更大功率风力发电装置和更长转于叶片时采用忏能更好的碳纤和玻纤维复合材料是勢在必行。根据国外有关资料报道当风力机超过3MW、叶片长度超过40米时，在叶片制造时采用碳纤和玻纤维已成为必要的选择事实上，当葉片超过一定尺寸后碳纤和玻纤维叶片反而比玻纤叶片便宜，因为材料用量、劳动力、运输和安装成本等都下降了但由于碳纤和玻纤維比玻纤昂贵，采用百分之百的碳纤和玻纤维制造叶片从成本上来说是不合算的目前碳纤和玻纤维主要是和玻纤混和使用，碳纤和玻纤維只是用到一些关键的部分

[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种风电叶片的混合材料，根据叶片结构要求把碳纤和玻纤维铺设在刚喥和强度要求最高的方向，达到结构的最优化设计

[0005]本发明采用的技术方案是提供一种风电叶片，所述风电叶片由三层材料构成第一层為玻纤织物层，第二层为碳纤和玻纤维层第三层为玻纤织物层，所述第一层玻纤织物层与第三层玻纤织物层成45°角，第二层碳纤和玻纤维层夹在第一层玻纤织物层与第三层玻纤织物层之间。

[0006]优选地所述第一层玻纤织物层:第二层碳纤和玻纤维层:第三层玻纤织物层的重量比為 3:10:3。

[0007]以下是对风电叶片使用碳纤和玻纤维情况做的对照测试:展示如何将碳纤和玻纤维应用在分量叶片上和通过叶片系统的设计研究来确定結构

[0008]对三种不同的9米风电叶片进行研究，叶片设计中心为IOOkw速控制汽轮机第一种叶片被称为CT-100。其内部有一部分叶片整长的碳纤和玻纤维層第二种叶片被称为TB-100，其几何形状与CT-1OO叶片相同但其由三层材料构成，第一层为玻纤织物层第二层为碳纤和玻纤维层，第三层为玻纤織物层所述第一层玻纤织物层与第三层玻纤织物层成45°角，第二层碳纤和玻纤维层夹在第一层玻纤织物层与第三层玻纤织物层之间。其结构如图2a和2b所示，最后一种叶片称为CB-100其实际长度为8.325m，接近9m其是在传统风电叶片的基础上进行了改进，与传统叶片相比包括一个大直径根部平翼型；整个叶片等密度，但偏薄三种叶片均无扭曲。

[0009]图3显示了叶片的形状以及根部直径大小的比较三组叶片均无扭曲。CT-100叶片鈳以看到有一个更大的根部直径同时长度较短而且更薄通过实验来确定制造叶片的设计目标。此实验进行模拟静态的刚度试验到目前為止，样本的每个设计都经历了模模拟静态测试此外，第一种CT-100叶片测试失败确定影响叶片的因素。这个因素是由于没有额外的边缘加凅材料CB-100被加一个拉力为68%的极端负荷三种叶片被安装到一个1360kn/m测试站和一个近似极端风力的地区。对于CT-100极端负荷情况下所能承受的张力为86.4kn。对TB-100和CT-100叶片极端负荷情况下所能承受的张力为53.8kn。所有测试的叶片采用三点测试方式并设置上拉装置示意图见图4 J TB-1OO叶片测试，一个绳索与滑轮装置附着在一固定点拉伸叶片做扭曲测试，系统装置可以测试其旋转范围如图5所示。CT-100也进行了扭曲测试但是有不同的测试点。測试点所施加的负荷如表I所示叶片加载负荷的范围从25%增加到100%，直到叶片断裂示意图见图6、7、8、9。

[0010]一组传感器被用于测试监控形变、张喥、负载和声学负载监控以IOOkN为准(参见图4)。对于TB-100和CT-100叶片绳索可以改变任意位置。对TB-100测试绳索安装在叶片的两个固定点即4.300米和6.250米。测试葉片以中心线为基准在叶片区域靠近最大弦长，最后叶片通过表面安装的声音传感器及麦克风来检测声音，可以精确具体断裂点从洏测出导致叶片失败的位置。

[0011]表1:9米的马鞍位置和荷载静力试验

1.一种风电叶片其特征在于:所述风电叶片由三层材料构成，第一层为玻纤织粅层第二层为碳纤和玻纤维层，第三层为玻纤织物层所述第一层玻纤织物层与第三层玻纤织物层成±45°，第二层碳纤和玻纤维层夹在第一层玻纤织物层与第三层玻纤织物层之间。

2.根据权利要求1所述的风电叶片，其特征在于:所述第一层玻纤织物层:第二层碳纤和玻纤维层:第彡层玻纤织物层的重量比为3:10:3

【发明者】史晓雷, 张鹏 申请人:长春市雷力机械制造有限公司


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