许经纬：风电行业材料及部件测试解决方案

常州达姆斯检测技术有限公司 总经理许经纬

许经纬：大家好!有很多朋友对我们不是特别了解，我准备了视频，大概给大家介绍我们做的事。今天汇报主题是关于风电叶片相关的材料和部件的测试解决方案。

首先，关于WMC介绍，在中国有三个例子，一个是离常州很近的地方材料实验室。另外是在大学里有一个研发实验室，另外最大的是部件实验室。我们业务能覆盖全球，在国际上风电行业巨头基本上是我们的客户，在国内基本上覆盖行业材料供应商、叶片厂和整机厂。

(PPT图示)这是研发实验室，主要做材料基础性研究。

(PPT图示)这是材料实验室，我们以力学性能为主，这是测试材料的静态和疲劳性能。

(PPT图示)这是制样的设备。我们和英创合作，设备都是他们的，材料实验室有三台静态机。在材料实验室有16台疲劳机，疲劳机都匹配对中环，这很关键，买一台设备都要用对中的工装和程序来校准。温度控制对疲劳性能影响也非常大。每一根样条都有实时温度采集。

(PPT图示)这是结构实验室，我们有一个很大的车间用来加工样件，另外有一个车间都是设备。测试设备加在一起将近100台左右，从1000牵牛一直做到3000牵牛，可以覆盖小的材料测试，也可以覆盖大的部件。我们有大烘箱固化大固件，也可以做一些成型。有一整个车间用来加工样件，从100牵牛到250牵牛一直到3000牵牛。

实验室通过了DNVGL的认证，我们不是简单覆盖一些标准测试，在非标测试上和DNVGL深度合作，现在螺栓套的测试已经拿到了认证。

实验室引入了互联网的概念，线上已经实现报价，引入大数据、机器学习，用来管理实验室的设备。我很赞同王总所说，我们给客户降低成本，这是我们的价值所在。

另外开发了一些小工具，可以在线上免费提供给客户使用。

以下是案例举例，首先是材料部分。主要是对拉挤碳板材料的评估，现在可以从纤维开始，纤维角度、纤维直径、微观的缺陷，拉挤板的耳角，板材的拼接，为拉挤单独开发了大夹具，最主流拉挤板是5毫克，不同于织物用两层降低载荷，拉挤的话，5毫米载荷都在200牵牛左右，我们开发了大夹具可以实现免加工直接测。在测试过程中我们也发现了有一些材料含量的分布不均匀，中间、两侧、表面含量可能相差1%、2%，对性能影响非常大，如果用打磨方式评估会造成很大的影响。这是免打磨的拉伸测试，这是免打磨的压缩测试，5毫米直接测。这是打磨之后2毫米的，5毫米直接测的方案在国际上也有，在德国也有这样的技术，但5毫米直接测出来的性能和2毫米比在85%到90%左右。现在可以做到5毫米的测试性能和2毫米的测试性能几乎一样，可以达到100%，甚至可以更高一些。

风电里疲劳非常重要，我们针对疲劳技术研究时发现，疲劳的样条形式不是一种就可以通用。30牵牛之内用小样条的形式做，包括拉拉和压压，针对50牵牛大于30牵牛以上建议换大样条做，有更好的性能。

(PPT图示)最老的直条型有三个地方硬力集中，上下加持和中间段，这是随机的，在测试过程中失效时，这三个地方是随机的，有可能破坏在上面，也有可能下面，或者中间，如果破坏在夹持地方会造成修复不可接受，硬力很大。大样条，硬力分布相对均匀，从性能上可以看到，用大样条测的时候性能更加稳定一些。以上提到得是针对织物开发。正常样件厚度是7到8毫米，但拉挤板是5毫米，而且是预制的，很难将厚度变厚，只能减薄，但这又会带来新的屈曲的问题，我们将方案进行了升级，用弧形加强片加上本体材料，可以实现预制材料用弧形样条测。

(PPT图示)这是性能的对比，这是碳纤拉挤板的压压疲劳，大的样机有更好的防屈曲性能，比小样条高出100个兆帕左右。对剪切的夹具也做了升级，老的夹具不太稳定，可能设备太高太长导致配合间隙松驰。我们对夹具进行了改进，有手动版也有液压版。模量特别是是小载荷时非常稳定，强度整体也比最老的夹具有了很大的提升。这是为叶片设计时留足了余量。

关于部件测试的方案。这是线性件，可以实现整体的测试，线性件的形状不规则，正常测试方法很难实现，但可以通过将方案实现整体的拉伸。这是叶根的螺栓，针对螺栓的测试我们是用液压方式。液压方式有更高的性能，也有更稳定的性能，红色的点是螺栓比较传统的高频的方式，虽然速度快，但性能很不稳定。

针对螺栓套也开发了螺栓套的实现方案，有短样件方案也有长样件方案，可以实现两个样件同时测，实现效率翻倍，价格降一半。这种技术在全球是唯一的，两个样件同时测有独立传感器，所以一套加载系统，两套采集系统，采集全部是独立的，所以不用担心两个硬力差。在实验过程中，工装可以保证两个硬力差大概在1%到2%的差异。另外，针对叶根还设计了大的环境箱可以实现叶根螺栓套在高低温测试。

会后感兴趣可以再和我联系。

(PPT图示)这是用夜间流转，针对夜间也用液压的方式，实现双轴的疲劳加载。

在实验过程中我们开发了很多配件，这部分可以开放给行业。这是压缩夹具，压缩对于材料很重要，尤其是碳纤，压缩夹具从最早100牵牛到500牵牛，现在可以实现1000牵牛。针对大的夹具还有一套非常复杂的液压控制系统。控制系统可以跟着样件的载荷实时调整压力，在测试过程中我们发现夹持过大会导致强度偏低失效，液压控制可以根据加载的载荷来变。

针对拉伸做了大的夹具，这些设备和英创合作，他们要应对所有行业，不只是复合材料，针对复合材料的夹具通用的夹具小载荷时可以应付，但到大载荷时不能满足复合材料的特殊性。针对复合材料的特殊性我们也研发了大夹具，实现从100牵牛到1000牵牛。

(PPT图示)这是我们开发的液压的高低温夹具，特别是拉挤碳板，我们给IM测试时他们提出来在高温和低温下测试，但液压油的问题不可能承受高温或者低温，但通过夹具设计可以保证夹具可以实现高温和低温下使用。有液压的压缩，也有液压的拉伸。

(PPT图示)这是锻炼韧性的测试，西门子、IM等做得非常多，但国内刚刚开始。做该实验的人都知道，非常麻烦的事是如何监测裂纹的长度。现在基于百度的人工智能的算法做了图象识别，可以实时跟踪裂纹的长度，与设备的测试数据做同步。另外，针对锻炼韧性特殊处理做了线上网页版数据处理的工具，后期会开放给行业免费使用。

最后，我们做了一些材料的性能供大家参考，这些是三种织物的情况，双轴织物，三轴织物，拉挤碳板的曲线。

谢谢大家!我留了联系方式，左边是我的联系方式，右边是业务联系方式，有需要可以会后与我们联系，谢谢!

（文章内容来自于现场速记，未经本人审核）