風(fēng)電部件設(shè)計中復(fù)合材料強(qiáng)度校核問題

chenenlin319

各位大蝦，請問一下設(shè)計中復(fù)合材料強(qiáng)度如何校核，主要是剪應(yīng)力的校核。
在如葉片設(shè)計中，主材拉壓應(yīng)力校核GL規(guī)范中都有，包括各個安全系數(shù)都有給出了。但是剪應(yīng)力怎么校核？還是說剪應(yīng)力沒做要求不用校核？如果不要求，為什么，難道有其它的因素已對剪切強(qiáng)度進(jìn)行了約束？
在有限元計算后能給出層間剪力和層內(nèi)剪力，但是frp的層剪強(qiáng)度和層內(nèi)剪切強(qiáng)度本身就不高，如果像正應(yīng)力那樣取了那么高的安全系數(shù)很容易超過容許值。還是說剪力安全系數(shù)取值跟正應(yīng)力不一樣？
俺看GL第5章，關(guān)于校核各類剪力，始終不明白，哪位大蝦有經(jīng)驗，指點一下。

linky

[s:1]

chenenlin319

怎么就沒人回呀，暈..

chenenlin319

引用第1樓linky于2011-09-02 01:59 PM發(fā)表的  :
[s:1]

樓上兄臺是否知道？指點一下哈。

chenenlin319

還有一個問題是在GL規(guī)范中，關(guān)于GFRP并沒有列出測層間剪切強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)。很困惑呀。

lewjane84

樓上的哥們在哪里高就啊,研究挺深的嘛~
剪應(yīng)力分層間和面內(nèi)
1,面內(nèi) 主要是蒙皮和SHEAR WEB,由雙軸布和三軸向承擔(dān),最大值一般在30MPA左右,面內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)是有的而且還不止一個,具體我忘記了,雙軸布一般為190MPA左右,這個是需要效核的.
2,層間1就是膠結(jié)的層間應(yīng)力,考慮到膠接厚度和應(yīng)力集中,此一般采用手算的方法(至少我是用手算),安全系數(shù)一般取12左右
3,層間2就是你說的SPAR CAP 了, 復(fù)合材料葉片殼體為薄壁結(jié)構(gòu),你可以用慣性矩的方法計算下內(nèi)表面和外表面的應(yīng)力比例差,再乘以最大應(yīng)力(一般為40GPA*0.35%=140MPA),其值和復(fù)合材料層間強(qiáng)度(50MPA)很明顯不在一個數(shù)量級上,即使在璧厚最大的根端一般為(1-5MPA),因此一般不考慮, 當(dāng)然你也可以體現(xiàn)在你的結(jié)構(gòu)計算報告里面.
以上是我個人的一些經(jīng)驗,請參考.

chenenlin319

引用第5樓lewjane84于2011-09-02 09:22 PM發(fā)表的  :
樓上的哥們在哪里高就啊,研究挺深的嘛~
剪應(yīng)力分層間和面內(nèi)
1,面內(nèi) 主要是蒙皮和SHEAR WEB,由雙軸布和三軸向承擔(dān),最大值一般在30MPA左右,面內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)是有的而且還不止一個,具體我忘記了,雙軸布一般為190MPA左右,這個是需要效核的.
2,層間1就是膠結(jié)的層間應(yīng)力,考慮到膠接厚度和應(yīng)力集中,此一般采用手算的方法(至少我是用手算),安全系數(shù)一般取12左右
3,層間2就是你說的SPAR CAP 了, 復(fù)合材料葉片殼體為薄壁結(jié)構(gòu),你可以用慣性矩的方法計算下內(nèi)表面和外表面的應(yīng)力比例差,再乘以最大應(yīng)力(一般為40GPA*0.35%=140MPA),其值和復(fù)合材料層間強(qiáng)度(50MPA)很明顯不在一個數(shù)量級上,即使在璧厚最大的根端一般為(1-5MPA),因此一般不考慮, 當(dāng)然你也可以體現(xiàn)在你的結(jié)構(gòu)計算報告里面.
.......

哇塞，樓上版主果然是個大牛呀，手算太強(qiáng)了，這需要彪悍的理論基礎(chǔ)水平呀。

1.雙軸布根據(jù)GL規(guī)范要求的ISO標(biāo)準(zhǔn)，縱橫剪切（面內(nèi)）基本上50~60MPa左右，再根據(jù)GL第5章中rMa（靜態(tài)強(qiáng)度安全系數(shù)） 1.35*1.1*1.1=1.63，折減后剩下的強(qiáng)度就20多MPa了。
2. 玻璃鋼層間剪切強(qiáng)度測試值（特征值）也就40MPa左右，再折減后也就剩20MPa左右，實在低呀，一不小心發(fā)現(xiàn)超標(biāo)（不是在葉片上），所以在懷疑是不是測試結(jié)果不對還是安全值有問題，又或者是俺理解有問題。
3.葉片上層間剪切一般都不整的，據(jù)說是因為值比較低，不用進(jìn)行校核，可惜以前沒好好關(guān)注過這個問題。


版主對GL規(guī)范中纖維層間失效分析熟悉不？這個很難理解，我對那個層間力F一直沒理解。

滄海蛟龍

一群牛人，學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)。 [s:6]

caefinder

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lewjane84

1,縱橫剪切強(qiáng)度測試的是樹脂的剪切強(qiáng)度,以縱向拉伸計算45度方向簡切強(qiáng)度,考核樹脂和纖維的結(jié)合能力,和葉片上主剪切應(yīng)力方向成45度.因此呢不是用這個值計算安全系數(shù)的. 換總說法這個值是面內(nèi)層間強(qiáng)度
2,GL材料拉伸強(qiáng)度的安全系數(shù)我沒記錯的話是2.2,你可以再研究下規(guī)范.
3,層間剪切的許用應(yīng)力好象是用的特征值吧,一般不考核所以沒太注意
4,IFF另外有一個詳細(xì)的ISO標(biāo)準(zhǔn),里面解釋的很清楚,你可以查查.老版本作廢了不過很有研究價值