一种兆瓦级风力发电机碳纤维多轴向编织网状结构的方法与流程

1.本发明涉及一种风力发电技术领域，更具体地说，涉及一种兆瓦级风力发电机碳纤维多轴向编织网状结构的方法。


背景技术：

2.风力发电机组随着叶片的逐渐增大，已经进行大型风机时代。伴随着机组的增大，机舱罩和导流罩也越来越大，而风力发电机组的重量要求越来越轻。其中，风力发电机机舱罩、轮毂罩是大型风力发电机组的外壳防护结构，风电机组机舱罩、轮毂罩作为风力发电机组的重要部件，覆盖风力发电机组内部的设备和电气组件。由于机舱罩、轮毂罩长期遭受自然界及外界环境的侵袭，故对其强度和刚度的要求比较高，同时，考虑到整个风电机组的承重，要求机舱罩重量轻、强度高、承载能力大。
3.为了满足轻质高强的性能要求，传统上玻璃纤维复合材料的机舱罩和导流罩无法满足这一要求。同时，大型的机舱罩和导流罩在纤维布铺设方面采用搭接方式，尤其是在塔筒圆、进风口、拐角等位置，纤维布搭接铺设，纤维非连续性，这样经常会出现开裂、分层、弯曲变形等缺陷。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种设计合理、性能优异、可提高产品强度，降低产品重量的兆瓦级风力发电机碳纤维多轴向编织网状结构的方法，具体方案如下：本发明是一种兆瓦级风力发电机碳纤维多轴向编织网状结构的方法，其特点是，包括如下步骤：步骤一：根据所需求目标机舱罩和导流罩的三维模型，设计碳纤维多轴向编织网状结构模型，上述网状结构模型的面积根据机舱罩和导流罩形状设计，厚度根据所需要的力学性能设计；步骤二：根据设计所得网状结构模型使用三维编织技术，将碳纤维编织成为多轴向的网状结构；步骤三：在机舱罩和导流罩铺层过程中，将碳纤维多轴向编织网状结构铺设在设计区域；步骤四：将碳纤维多轴向编织网状结构同机舱罩和导流罩一体真空灌注成型。
5.本发明一种兆瓦级风力发电机碳纤维多轴向编织网状结构的方法技术方案中，进一步优选的技术方案特征是：1、所述步骤一中碳纤维多轴向编织网状结构模型是根据兆瓦级风力发电机机舱罩和轮毂罩的本体模型进行设计；2、所述步骤一中碳纤维多轴向编织网状结构根据机舱罩塔筒圆、机舱罩进风口、机舱罩拐角位置相对应处的形状进行编织；
3、所述步骤二网状结构铺设在机舱罩和导流罩本体下表面玻璃纤维布铺层和上表面玻璃纤维布铺层之间。
6.与现有技术相比，本发明从设计端入手，满足了风力发电机组日益增大，但要求重量轻，强度高的要求。解决了机舱罩和导流罩因产品增大，机舱罩塔筒圆、机舱罩进风口、机舱罩拐角位置等位置出现开裂、分层等产品质量问题。合理的碳纤维多轴向编制网状结构，不仅提高了产品强度，也降低了重量。结合碳纤维的高强轻质性能，将碳纤维编织成为多轴向的网状结构，这样的结构纤维为连续的，在塔筒圆、进风口、拐角等位置根据产品形状随型编织，整体铺设在机舱罩和导流罩中，将铺层搭接的纤维布全部链接在一起，提高整体强度，很好的解决了经常出现的开裂、分层、弯曲变形的问题。
附图说明
7.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
8.图1为本发明的一种结构示意图；图2为网状结构的结构示意图。
具体实施方式
9.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
10.实施例1，参照图1、2，一种兆瓦级风力发电机碳纤维多轴向编织网状结构的方法，包括如下步骤：步骤一：根据所需求目标机舱罩和导流罩的三维模型，设计碳纤维多轴向编织网状结构模型2，上述网状结构模型的面积根据机舱罩和导流罩形状设计，厚度根据所需要的力学性能设计；步骤二：根据设计所得网状结构模型使用三维编织技术，将碳纤维编织成为多轴向的网状结构；步骤三：在机舱罩和导流罩铺层过程中，将碳纤维多轴向编织网状结构铺设在设计区域；步骤四：将碳纤维多轴向编织网状结构同机舱罩和导流罩一体真空灌注成型。
11.现有碳纤维的密度约玻璃纤维的70%，而碳纤维及其复合材料的拉伸模量约玻璃纤维复合材料的3倍，因此使用碳纤维复合材料与玻璃纤维混合设计，可以提高产品强度，降低产品重量。
12.实施例2，实施例1所述的兆瓦级风力发电机碳纤维多轴向编织网状结构的方法中：所述步骤一中碳纤维多轴向编织网状结构模型2是根据兆瓦级风力发电机机舱罩和轮毂罩的本体1模型进行设计。
13.实施例3，实施例1或2所述的兆瓦级风力发电机碳纤维多轴向编织网状结构的方法中：所述步骤一中碳纤维多轴向编织网状结构根据机舱罩塔筒圆5、机舱罩进风口4、机舱罩拐角位置3相对应处的形状进行编织。
14.实施例4，实施例1-3任一项所述的兆瓦级风力发电机碳纤维多轴向编织网状结构的方法中：所述步骤二网状结构7铺设在机舱罩和导流罩本体下表面玻璃纤维布铺层6和上表面玻璃纤维布铺层8之间。
15.实施例5，实施例1-4任一项所述的兆瓦级风力发电机碳纤维多轴向编织网状结构的方法中：包括以下步骤：步骤一：根据目标2s机舱罩和2.5b导流罩三维模型，设计碳纤维多轴向编织网状结构模型；设计时重点注意塔筒圆、进风口、拐角等位置纤维的连续性；步骤二：将2s机舱罩和2.5b导流罩设计所得网状结构模型使用三维编织技术用碳纤维编织成为多轴向的网状结构；编织过程中，要求机舱罩塔筒圆5、机舱罩进风口4、机舱罩拐角位置3等位置的纤维不允许剪断。
16.步骤三：在机2s舱罩和2.5b导流罩铺层过程中，将碳纤维多轴向编织网状结构铺设在机舱罩和导流罩本体下表面玻璃纤维布铺层6和上表面玻璃纤维布铺层8之间；步骤四：2s机舱罩和2.5b导流罩所有铺层完成后，碳纤维多轴向编织网状结构同机舱罩和导流罩一体真空灌注成型。
17.以上所述，仅为本发明专利优选的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明专利构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。


技术特征：
1.一种兆瓦级风力发电机碳纤维多轴向编织网状结构的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：根据所需求目标机舱罩和导流罩的三维模型，设计碳纤维多轴向编织网状结构模型（2），上述网状结构模型的面积根据机舱罩和导流罩形状设计，厚度根据所需要的力学性能设计；步骤二：根据设计所得网状结构模型使用三维编织技术，将碳纤维编织成为多轴向的网状结构（7）；步骤三：在机舱罩和导流罩铺层过程中，将碳纤维多轴向编织网状结构铺设在设计区域；步骤四：将碳纤维多轴向编织网状结构同机舱罩和导流罩一体真空灌注成型。2.根据权利要求1所述的兆瓦级风力发电机碳纤维多轴向编织网状结构的方法，其特征在于：所述步骤一中碳纤维多轴向编织网状结构模型（2）是根据兆瓦级风力发电机机舱罩和轮毂罩的本体（1）模型进行设计。3.根据权利要求1所述的兆瓦级风力发电机碳纤维多轴向编织网状结构的方法，其特征在于：所述步骤一中碳纤维多轴向编织网状结构模型根据机舱罩塔筒圆（5）、机舱罩进风口（4）、机舱罩拐角位置（3）相对应处的形状进行编织。4.根据权利要求1所述的兆瓦级风力发电机碳纤维多轴向编织网状结构的方法，其特征在于：所述步骤二网状结构（7）铺设在机舱罩和导流罩本体下表面玻璃纤维布铺层（6）和上表面玻璃纤维布铺层（8）之间。

技术总结
一种兆瓦级风力发电机碳纤维多轴向编织网状结构的方法，包括如下步骤：步骤一：根据所需求目标机舱罩和导流罩的三维模型，设计碳纤维多轴向编织网状结构模型，上述网状结构模型的面积根据机舱罩和导流罩形状设计，厚度根据所需要的力学性能设计；步骤二：根据设计所得网状结构模型使用三维编织技术，将碳纤维编织成为多轴向的网状结构；步骤三：在机舱罩和导流罩铺层过程中，将碳纤维多轴向编织网状结构铺设在设计区域；步骤四：将碳纤维多轴向编织网状结构同机舱罩和导流罩一体真空灌注成型。本发明从设计端入手，满足了风力发电机组日益增大，但要求重量轻，强度高的要求。强度高的要求。强度高的要求。


技术研发人员：常江 孙怀军 程万喆
受保护的技术使用者：新清环境技术(连云港)有限公司
技术研发日：2022.07.11
技术公布日：2022/11/17