Виртуальный инжиниринг

Моделирование технологии производства 80-метровой композитной лопасти вакуумной инфузией. Компания EUROS

Перед компанией EUROS стояла задача разработать технологию процесса производства 80-метровой лопасти для ротора ветряной турбины с использованием технологии вакуумной инфузии. Как правило, для этого необходимо проводить серию очень дорогостоящих экспериментов. Кроме того, стоимость испытаний и время разработки процесса быстро растет с увеличением длины лопасти и сложности конструкции.

81,6 метровая лопасть ротора турбины

В то время как для производства тела ветряной лопасти (около 60 метров) уже применяются передовые технологии, то задача производства основания лопасти, с наружным диаметром 4,4 метра и толщиной до 160 слоев стеклоткани, является чрезвычайно трудной - особенно с учетом сложности определения ламината. Основание лопасти играет ключевую структурную роль для лопатки, так как эта часть будет выдерживать все приложенные нагрузки. Любые дефекты в основании лопасти могут сильно повлиять на производительность всей конструкции, поэтому в EUROS уделили особое внимание изготовлению этой части изделия.

Задача инженеров EUROS состояла в том, чтобы производство детали занимало менее 90 минут. Технология должна была обеспечивать соответствие следующим требованиям: высокое качество, быстрый процесс производства, контроль качества и повторяемость процесса.

Инженеры компании EUROS решили использовать численное моделирование для анализа процесса производства и учета параметров, оказывающих влияние на качество готового изделия. Для этих целей был выбран продукт PAM-RTM, программное обеспечение компании ESI Group.

EUROS изготовили тестовый образец оснастки (наружный диаметр – 4,3 метра) и сравнивали с результатами моделирования в PAM-RTM, для проверки технологии пропитки. Первый расчет был проведен для детали, состоящей из 130 слоев. Спрогнозированное в PAM-RTM распределение фронта связующего и скорость потока оказались очень близкими к результатам, наблюдаемым в эксперименте.

Анализ процессов пропитки лопасти роторной турбины в PAM-RTM (результаты пропитки в %)

В начале второго квартала 2013 года, EUROS изготовил первую офшорную лопасть, 81,6 метров в длину и весом 32,8 тонн. Все задачи, относительно качества продукции, времени пропитки, потребления смолы и повторяемости процесса, были выполнены.