微波固化涂层玻纤增强复合材料的雨蚀寿命预测研究——风力发电机叶片应用

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采用真空辅助树脂注入微波固化（VARIMC）工艺制备了环氧涂层玻纤增强复合材料（EcGFRP）复合材料，其中环氧涂层通过微波辐照固化。通过540 h旋臂式雨蚀试验（RET）测定了复合材料的累积体积损失（CVL）为1316.8 mm³。根据试验结果计算了降雨冲击量H（相当于实际降水的累积雨柱）。将CVL与H的数据分别拟合幂律模型和韦伯尔累积分布函数（CDF）解析模型，并计算相应的H值。利用全球降水测量卫星多源融合数据（IMERG）和18个气象站的地面实测降水数据，预测了EcGFRP复合材料的服役寿命。在孵化期为156 h时，地面实测方法预测的服役寿命为4.5~12年，IMERG方法为4~10.5年；当CVL在180 h时达到0.45 mm³，地面实测方法预测的服役寿命增加至5~14年，IMERG方法为4.6~12年。结果表明EcGFRP复合材料具有良好的抗雨蚀能力。纳米压痕测试结果显示，反复雨蚀冲击下材料力学性能得到改善，短期恢复率约60%，压痕模量约4.17 GPa，压痕硬度较高（约0.19 GPa），这进一步验证了材料寿命预测的可靠性。

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