风机叶片材料雷击热损伤特性及损伤机制的分子动力学研究

摘要

随着风力发电的发展,风机面临愈加严峻的雷击风险。该文对2种常用叶片材料实际成分进行计算并据此建立分子体系模型,采用分子动力学研究手段对其进行雷击损伤的定量研究,揭示其热解损伤、气体膨胀损伤和机械强度损伤特征。分子动力学研究结果表明轻木具有更好的热稳定性、更高的刚度,并受气体膨胀损伤最小。对2种夹层材料的风机叶片样本进行大电流冲击实验印证了分子模拟的结果。但实验显示轻木叶片样本的分层现象更明显,主要因为材料结构孔隙大降低了粘合度。综上所述,轻木相较于PVC具有更好的热稳定性和更强的耐雷击能力,但制作夹层材料时应提高粘合度,以削弱雷电弧热效应造成的分层现象。