钟连兵，翟保利，李 波

(1. 东树新材料有限公司 四川德阳618000；2. 东方电气(天津)风电有限公司 天津300462)

风电罩壳设计中夹芯材料的力学响应表征

钟连兵1，翟保利1，李 波2

(1. 东树新材料有限公司 四川德阳618000；2. 东方电气(天津)风电有限公司 天津300462)

风电复合材料叶片和机舱罩通常采用三明治夹心结构来提高产品的刚度和稳定性。以 4点弯曲夹芯梁为例，分别采用壳单元、壳单元和三维单元对其进行模拟分析，并与实验结果进行比较。结果显示，综合使用二维单元和三维单元的模拟结果与理论结果吻合得很好，表明该方法能更准确地模拟夹芯结构的力学行为，是设计复合材料夹芯结构时的理想模拟方法。

复合材料 芯材 有限元 测试 应用

0 引 言

随着风电产业的发展，风机的功率也越来越大，要求与之配套的复合材料叶片和机舱罩壳也朝着大型化发展。叶片和机舱罩的设计对刚度的要求越来越高，因此对于提高复合材料结构件刚度的夹芯材料在风电复合材料产品中的使用愈加重要(芯材见图1、2)。

图1 泡沫芯材Fig.1 Foam core materials

图2 BALSA芯材Fig.2 BALSA core materials

通常采用夹芯材料来提高产品的刚度和稳定性。芯材在结构中的受力状态主要是受压和层间剪切，在以往的有限元结构分析中，一般采用二维面单元来模拟夹芯结构，芯材作为整体铺层中的1层或几层进行考虑。二维单元无法获得结构在厚度方向的力学行为，而芯材的主要功能是提高结构沿厚度方向的刚度。本文通过测试结果和HyperWorks的计算仿真结果比较壳单元和实体加壳单元仿真结果的准确性，寻找复合材料结构整体件中夹芯力学特性的最佳表征。……