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<P> 法國巴黎—科利爾航空航天公司(Collier Aerospace Corp.)在JEC World 2022上發(fā)布其新的HyperX®結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)軟件,展示該工具在確定7.4米天然纖維復(fù)合材料風(fēng)力渦輪機(jī)葉片尺寸方面的實(shí)際應(yīng)用。葉片的開發(fā)是由韓國洪基克大學(xué)海軍建筑和海洋工程系與軟件經(jīng)銷商Samwon Millennia,Inc.合作完成的?傊,目的是評估用天然植物基亞麻纖維增強(qiáng)材料替代E玻璃纖維的可行性,以減少報(bào)廢葉片對環(huán)境的影響。</P> <P> 除了確定尺寸,科利爾航空航天公司(Collier Aerospace)還使用HyperX軟件定義材料和鋪層,并確定尺寸,以幫助確保葉片滿足團(tuán)隊(duì)的所有性能要求。新軟件在葉片的整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段使用,包括層壓板堆疊序列、鋪層邊界和鋪層堆疊順序。</P> <P> “科利爾航空航天公司(Collier Aerospace)的HyperX軟件功能令人印象深刻,在天然纖維復(fù)合材料風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的設(shè)計(jì)和開發(fā)方面產(chǎn)生了難以置信的不同表現(xiàn),”,洪尼克大學(xué)的Yeonseung(Y.s.)Lee教授說!坝捎谠撥浖淮蝺(yōu)化了所有需求,而不是一次優(yōu)化一個(gè)需求,因此,盡管天然材料的機(jī)械性能較低,但我們的團(tuán)隊(duì)仍能快速找到可行的解決方案?评麪柡娇蘸教旃咎峁┑膶<覅f(xié)助我們的團(tuán)隊(duì)確定了一種可行的葉片設(shè)計(jì),該葉片主要由天然纖維增強(qiáng)!</P> <P align=center><IMG border=0 src="/uploadfile/newspic/20220507183413846.jpg"></P> <P> “這個(gè)風(fēng)機(jī)葉片項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要求包括在最小重量下的成本效益和可靠性,以幫助年發(fā)電量最大化,”,科利爾航空航天公司工程總監(jiān)詹姆斯·安斯沃思(James Ainsworth)說,“我們最大的挑戰(zhàn)是滿足天然纖維復(fù)合材料的性能要求,它在環(huán)氧樹脂中提供的剛度和強(qiáng)度不如E-玻璃纖維。使用HyperX軟件,我們提供了優(yōu)化亞麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料葉片的設(shè)計(jì)幫助,以滿足撓度限值,以確保風(fēng)塔間隙,確定梁帽位置和每個(gè)展向截面的厚度,并減少質(zhì)量,以降低疲勞負(fù)荷及延長使用壽命。”</P> <P> 降低環(huán)境影響</P> <P> 由于風(fēng)力渦輪機(jī)葉片難以進(jìn)行商業(yè)回收,各集團(tuán)正在研究以比填埋更環(huán)保的方式處置報(bào)廢葉片的方法,或者重新收集材料,以便在后續(xù)應(yīng)用中重復(fù)使用。韓國研究中采用的另一種方法是,在設(shè)計(jì)過程開始時(shí),選擇使用天然纖維增強(qiáng)材料,而不是碳纖維或玻璃纖維,以減少環(huán)境影響。首先,與碳纖維或玻璃纖維的生產(chǎn)相比,天然纖維的種植、收獲和清潔的能耗要低得多。其次,由于天然纖維來源于活的植物,因此在生長周期中,天然纖維會隔離二氧化碳和氮,然后在用作復(fù)合增強(qiáng)材料的過程中,將這些氣體鎖在植物組織中。</P> <P align=center><IMG border=0 src="/uploadfile/newspic/20220507183420348.jpg"></P> <P> 最終的葉片設(shè)計(jì)采用了天然纖維和E-玻纖增強(qiáng)的混雜。它比原來的玻璃纖維增強(qiáng)葉片稍重(7.4%),但從技術(shù)上講,這種額外的重量被認(rèn)為是可以承受的,以獲得使用天然纖維的環(huán)境效益。目前,正在使用真空輔助樹脂灌注成型生產(chǎn)風(fēng)機(jī)葉片。</P> <P> </P>