風電部件設計中復合材料強度校核問題

chenenlin319

各位大蝦，請問一下設計中復合材料強度如何校核，主要是剪應力的校核。
在如葉片設計中，主材拉壓應力校核GL規范中都有，包括各個安全系數都有給出了。但是剪應力怎么校核？還是說剪應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度進行了約束？
在有限元計算后能給出層間剪力和層內剪力，但是frp的層剪強度和層內剪切強度本身就不高，如果像正應力那樣取了那么高的安全系數很容易超過容許值。還是說剪力安全系數取值跟正應力不一樣？
俺看GL第5章，關于校核各類剪力，始終不明白，哪位大蝦有經驗，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規范中，關于GFRP并沒有列出測層間剪切強度的標準。很困惑呀。

lewjane84

樓上的哥們在哪里高就啊,研究挺深的嘛~
剪應力分層間和面內
1,面內 主要是蒙皮和SHEAR WEB,由雙軸布和三軸向承擔,最大值一般在30MPA左右,面內標準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就是膠結的層間應力,考慮到膠接厚度和應力集中,此一般采用手算的方法(至少我是用手算),安全系數一般取12左右
3,層間2就是你說的SPAR CAP 了, 復合材料葉片殼體為薄壁結構,你可以用慣性矩的方法計算下內表面和外表面的應力比例差,再乘以最大應力(一般為40GPA*0.35%=140MPA),其值和復合材料層間強度(50MPA)很明顯不在一個數量級上,即使在璧厚最大的根端一般為(1-5MPA),因此一般不考慮, 當然你也可以體現在你的結構計算報告里面.
以上是我個人的一些經驗,請參考.

chenenlin319

引用第5樓lewjane84于2011-09-02 09:22 PM發表的  :
樓上的哥們在哪里高就啊,研究挺深的嘛~
剪應力分層間和面內
1,面內 主要是蒙皮和SHEAR WEB,由雙軸布和三軸向承擔,最大值一般在30MPA左右,面內標準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就是膠結的層間應力,考慮到膠接厚度和應力集中,此一般采用手算的方法(至少我是用手算),安全系數一般取12左右
3,層間2就是你說的SPAR CAP 了, 復合材料葉片殼體為薄壁結構,你可以用慣性矩的方法計算下內表面和外表面的應力比例差,再乘以最大應力(一般為40GPA*0.35%=140MPA),其值和復合材料層間強度(50MPA)很明顯不在一個數量級上,即使在璧厚最大的根端一般為(1-5MPA),因此一般不考慮, 當然你也可以體現在你的結構計算報告里面.
.......

哇塞，樓上版主果然是個大牛呀，手算太強了，這需要彪悍的理論基礎水平呀。

1.雙軸布根據GL規范要求的ISO標準，縱橫剪切（面內）基本上50~60MPa左右，再根據GL第5章中rMa（靜態強度安全系數） 1.35*1.1*1.1=1.63，折減后剩下的強度就20多MPa了。
2. 玻璃鋼層間剪切強度測試值（特征值）也就40MPa左右，再折減后也就剩20MPa左右，實在低呀，一不小心發現超標（不是在葉片上），所以在懷疑是不是測試結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，據說是因為值比較低，不用進行校核，可惜以前沒好好關注過這個問題。


版主對GL規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，學習學習。 [s:6]

caefinder

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lewjane84

1,縱橫剪切強度測試的是樹脂的剪切強度,以縱向拉伸計算45度方向簡切強度,考核樹脂和纖維的結合能力,和葉片上主剪切應力方向成45度.因此呢不是用這個值計算安全系數的. 換總說法這個值是面內層間強度
2,GL材料拉伸強度的安全系數我沒記錯的話是2.2,你可以再研究下規范.
3,層間剪切的許用應力好象是用的特征值吧,一般不考核所以沒太注意
4,IFF另外有一個詳細的ISO標準,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