风机叶片在国内的实验研究

        我们都知道，现在对风机叶片的保护措施主要是在其表面上进行涂层，尽管这样可以提高叶片的性能，但是由于风机所处环境的恶劣，比如说酸的腐蚀，沙粒的磨损等都会使风机叶片上面的涂料受到损伤。

        九洲风机观察到由于涂层是涂在金属的风机叶片上，风机叶片在受到沙粒磨损和酸腐蚀时，亦或是风机叶片整体受到拉伸时，骨架和涂料的变形情况相同，仅是风机的涂料受到损伤，故而，可以暂且不考虑内在的金属骨架，只去研究金属骨架外部的涂层材料的状况。

1、材料和试件

        实验材料为玻璃纤维强化环氧树脂。环氧树脂的拉伸模量为2.9GPa，拉伸强度为65.5MPa，拉伸断裂应变为2.2%，密度为1.25g/L。 

        试件为模压成形的复合材料层合板，纤维铺设角度为[+45°/-45°]。试件为矩形，尺寸为130mmx15mmx2.2mm。为了防止试件端部损伤，在试件的两端粘接铝片以保护试件。

2、循环加载实验

        循环加载实验是指将试件加载到某一恒定的载荷，并在此载荷下让试件承受不同次数的循环加载。因为风机叶片在风力的作用下会发生拉伸变形，这与将复合材料涂层进行拉伸的情况类似，故而可以将涂层材料进行单独的拉伸实验来研究其微观损伤机理。本循环加载试验是在INSTRON-5569电子材料万能试验机上完成的，加载的速度为10mm/min。机器的最高载荷值根据每组试件的静态强度值确定，本实验最高循环载荷取静强度值的70%左右。整个实验过程在计算机的控制下自动完成的，试件拉伸过程中的载荷-位移曲线、应力-应变曲线可直接通过计算机保存或输出。

3、酸腐蚀实验

        酸腐蚀实验是指将试件放置在某一特定的酸性环境中，并在此环境中保持一定长度的时间，随后观察在某一设备上观察试件的腐蚀损伤情况。由于有的风机是工作在沿海地区等腐蚀性比较大的环境中，故而也可以用酸溶液造成的酸性环境来近似模拟风机所处的腐蚀环境。

4、微观损伤观察

        微观损伤分析在日本S-570扫描电子显微镜上进行。将不同加载次数的层合板制成25mmx25mmx10mm的试件，并将进行了酸腐蚀实验的试件也制成相同大小的试件，对其表面进行喷碳处理后用SEM观察其微观损伤形貌。

        可见，通过对风机叶片涂层材料的拉伸载荷实验和酸腐蚀实验，九洲风机得到风机叶片外表涂层材料失效的微观机理主要有以下几个面：涂层材料的基体的损伤、纤维强化相的损伤、纤维强化相和涂层材料基体界面的损伤等。