风电机组设计-材料篇

第1章　绪论001
1.1　飞速发展的风力发电需求001
1.1.1　全球能源需求和环境挑战001
1.1.2　可再生能源的崛起与风力发电的兴起003
1.1.3　风力发电的历史006
1.1.4　风力涡轮机及其叶片的关键作用010
1.1.5　风力涡轮机叶片材料的发展历程011
1.1.6　风力涡轮机叶片材料的重要性012
1.1.7　新兴材料和前沿技术的涌现013
1.2　本教材的意义014
1.3　教材概述015 第2章　风机叶片的力学基础016
2.1　风机叶片的载荷及其作用016
2.1.1　静态载荷017
2.1.2　动态载荷023
2.1.3　疲劳载荷027
2.2　应力、应变和变形的概念034
2.2.1　弹性应力035
2.2.2　塑性应变040
2.2.3　变形机理042
2.3　风机叶片的分析方法045
2.3.1　解析方法046
2.3.2　数值模拟方法050
2.3.3　实验测试方法060 第3章　复合材料和传统材料的应用066
3.1　钢的应用066
3.1.1　结构钢069
3.1.2　不锈钢073
3.1.3　合金钢076
3.2　铝合金材料的应用080
3.2.1　铝合金系列080
3.2.2　铝合金在叶片中的应用085
3.3　复合材料与传统材料的应用090
3.3.1　碳纤维复合材料092
3.3.2　玻璃纤维复合材料096
3.3.3　复合材料叶片的制造工艺098
3.3.4　传统材料的技术103
3.3.5　市场发展前景110 第4章　新型复合材料的应用111
4.1　新型纤维增强材料的应用111
4.1.1　玄武岩纤维111
4.1.2　有机纤维112
4.1.3　PPS 纤维113
4.1.4　碳化硅纤维113
4.1.5　氧化铝纤维114
4.1.6　酚醛纤维115
4.1.7　硼纤维115
4.2　生物基复合材料的应用115
4.2.1　生物基复合材料的特性115
4.2.2　生物基复合材料在叶片中的应用123
4.3　新型涂层材料的应用125
4.3.1　防覆冰涂层126
4.3.2　防腐涂层129
4.3.3　高温阻燃涂层132
4.4　新型材料的制备技术136
4.4.1　先进制备工艺136
4.4.2　材料性能调控145
4.4.3　叶片回收与可持续制备技术148 第5章　风机叶片领域前沿话题154
5.1　叶片材料微结构设计154
5.1.1　纳米增强材料应用154
5.1.2　叶片芯材微结构设计155
5.2　智能材料在风机叶片中的应用156
5.2.1　智能传感器技术156
5.2.2　自修复材料159
5.33D 打印技术在风机叶片中的应用165
5.3.13D 打印纤维复合材料工艺特点与参数166
5.3.23D 打印叶片材料选择171
5.3.33D 打印叶片设计与制造173 第6章　对风机叶片技术未来的展望与思考175
6.1　现有技术的局限性及解决方案175
6.1.1　材料强度与耐久性的平衡175
6.1.2　可再生材料的性能挑战180
6.1.3　制造和加工技术的限制183
6.1.4　可持续性与环保需求188
6.1.5　维护和修复难度188
6.1.6　资源的有限性192
6.2　材料科学的未来发展趋势193
6.2.1　新型材料的应用193
6.2.2　提高材料性能199
6.2.3　制造工艺的创新204
6.2.4　多功能化材料的发展205
6.2.5　可持续发展和环保导向206
6.2.6　跨学科合作与创新207
6.2.7　能源转型的推动208 参考文献210