文 | 赵春妮，刘清，陈文光，李军向

风电叶片的主梁主要由单向纤维成型，单向复合材料结构的典型设计极限是压缩强度极限。众所周知，纤维的直线度对复合材料的压缩强度有很大的影响。纤维在铺层或固化过程中产生的褶皱会使局部应力状态恶化，导致局部基体屈服、纤维微屈曲和扭结或在纤维/基体界面发生断裂。因此，褶皱的存在会大幅降低叶片的强度，最终导致叶片提前失效。叶片作为风电机组的重要部件，成本占整机制造成本的22%左右，再加上发电量的损失、叶片的运输和吊装成本，叶片失效造成的损失无疑是巨大的。

当前，行业已经意识到了褶皱的危害，也开展了很多关于褶皱的研究，包括定性和定量分析。定性分析主要是从褶皱产生机理出发，从材料、工艺、模具、检验、人员、标准以及修复等方面对产生褶皱缺陷的主要原因进行研究分析；定量分析包括有限元仿真分析和试验对比分析：有限元分析通过建立含褶皱的有限元模型，分析受压状态下，褶皱不同层数、宽度、高宽比等因素对风电叶片强度的不同影响；试验分析通过制作不同类型的褶皱试件，对比不同高宽比、不同偏移角度的褶皱对叶片主梁材料疲劳性能的影响。其中，西门子公司与美国西北大学对其合作制作的褶皱试件进行了静力、疲劳测试，并详细记录了褶皱的发展过程，该研究增进了行业对褶皱的认识。

然而，当前针对褶皱的已有研究并不全面，不能涵盖实际运维中经常遇到的问题。……