林 涛，何 明，陶生金，袁维瀚，涂英涛

（国电联合动力技术（连云港）有限公司，江苏连云港 222002）

0 引言

叶片是风力发电机组中最关键也是最复杂的部件，叶片的质量直接决定了风力发电机的实际寿命。目前叶片结构主要以玻璃纤维/碳纤维增强复合材料为主。纤维增强复合材料是先进复合材料的代表，其增强纤维材料的各向异性特点为叶片铺层结构设计提供了极高的灵活性，并且将不同类型的增强材料进行组合设计，最终得到最优化的铺层结构设计。

为尽可能提高风机的整体运行效率与可靠性，需设计出具有更大风能捕获能力和更低气动载荷的高性能低重量叶片［1］。在风机叶片气动设计时，会根据需要选择不同系列翼型进行组合设计，如NACA44系列翼型、AE02系列翼型、DU翼型、FFA翼型等。通过中弧线、前缘半径、后缘角、弦长、厚度、弯度［2］再加上风机叶片结构的预弯、预扭等设计，这些都决定了叶片结构是一个不可展曲面［3］。即不能展开成平面的曲面，如椭圆面、椭圆抛物面、曲线回转面。

因此在叶片外形上进行纤维铺层结构设计，其纤维布的铺层工艺性会在一定程度上受到影响，这是因为纤维布是平面，而叶片外形是不可展曲面。理论上，平面纤维布是不可能完全贴实铺设在叶片外形上的。实际铺设中，纤维布本身会有轻微的形变，有研究表明纤维纱线角度是否准确对叶片强度会有很大影响。纤维纱线角度对叶片强度可靠性的影响，较高强度可靠指标值的铺层纤维角度在45°附近［4］，且某些区域±45°单层纤维铺层对叶片强度的影响要大于0°单层纤维铺层［5］。……