通过子部件测试研究风力涡轮机叶片中嵌入式螺栓结构的力学行为

《Polymer Composites》：Investigating the Mechanical Behavior of Embedded Bolt Structure in Wind Turbine Blades Through Subcomponent Test

风叶嵌入式螺栓结构（EBS）在静载和疲劳载荷下的力学行为研究，通过子组件试验与有限元仿真发现界面分层是主要失效模式，螺栓套直径和胶粘剂剪切强度对性能提升效果显著。

　　

摘要

根部失效是风力涡轮机叶片的关键失效模式之一。本文通过子部件测试研究了风力涡轮机叶片中嵌入式螺栓结构（EBS）在拉力作用下的力学行为。试样使用专为子部件测试设计的试验装置承受极限静态载荷和疲劳载荷。同时，开发了EBS的有限元模型以预测测试结果并分析失效过程。有限元模拟结果与测试结果吻合良好。模拟和测试结果表明，玻璃纤维束、挤压成型的GFRP以及GFRP层压板之间的界面脱粘导致了EBS的失效。在不同应力幅值下，试样表现出相同的失效模式。粘合剂的剪切强度决定了EBS的极限抗拉强度和疲劳抗拉强度。增大螺栓套的直径和提高粘合剂的剪切强度可以提升EBS的力学性能。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。