普渡大学复合材料设计与制造中心（cdmHUB）主办的全球著名复合材料专家高端网络讲坛第七讲时间为美国东部时间2021年1月21日（星期四）上午11：00-12：00（北京时间晚上11：00-12：00）开讲。这次世界著名专家高端网络讲坛的嘉宾都是世界复合材料领域的著名专家，他们努力将自己最好的研究成果分享给大家，每一讲内容都十分精彩，值得期待。欢迎大家积极参与。

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网络讲坛网址

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演讲题目

用于厚截面可再生能源结构的新型粉末环氧复合材料

演讲嘉宾

爱丁堡大学材料工程系Conchúr Ó Brádaigh教授，

爱丁堡大学工程学院院长兼材料工程系主任

 演讲内容摘要

本次讲座将讨论爱丁堡大学正在进行的采用粉末环氧树脂系统加工、设计和测试工程结构（如大型风力和潮汐涡轮机叶片）的厚截面复合材料的工作。

由于热固性树脂的固化放热反应，厚截面复合材料构件很难用热固性树脂制备。如果成型过程控制不当，积聚的热量将导致构件翘曲或材料降解。而使用低放热树脂系统可以降低或消除这一风险。为此，我们提出了一种真空袋法成型新型低放热环氧粉末厚截面复合材料结构的材料和工艺模型，并提出了一维树脂流动和传热模型，分别用来描述织物的浸渍和温度演变。我们同时提出了描述环氧粉末固化过程的半经验方程。这些模型与层合板厚度变化耦合，层合板厚度变化由一个简化的层合板微观结构确定。最后将得到的方程组离散化，用有限差分法进行数值求解。以一100层的层合板为例，讨论了应用环氧粉末的优缺点。

我们开发了一实验装置，该装置可从一侧加热层合板，对另一侧进行隔热（即近似一维传热条件）。使用热电偶测量层合板内的温度，并使用线性可变差动变压器式传感器测量由于环氧粉末固化和织物浸渍引起层合板厚度随时间的变化。并对实验结果进行分析，验证环氧粉末体系的成型过程模型。

然后，将该系统的材料和成型过程模型通过用户定义的子程序在通用有限元软件中实现，并与此前有限差分法的结果进行对比。实验中研究了两个虚拟的复合材料构件：层合平板和全尺寸风电叶片根部。我们还模拟了改变现有工艺以减少构件内热和固化梯度，并探索了制造锥形厚截面零件（例如风电叶片根部）的其他加热方法。

最后，开发了一条中试规模的单向纤维束粉末预浸生产线。该法采用静电吸附法在纤维束上涂敷环氧粉末，直接加热或辐射加热熔化聚合物，然后在辊间进行固化。这些纤维束用来制成单向碳纤维和玄武岩纤维增强的聚合物层压板（分别为UD-CFRP和UD-BFRP）。 拉伸测试表明其0°性能与常用CFRP性能相似或更好。实验还研究了因为浸水而产生的湿热老化对材料拉伸性能的影响。

Conchúr Ó Brádaigh博士自我介绍

Conchúr Ó Brádaigh教授是英国苏格兰爱丁堡大学工程学院院长兼材料工程系主任。他2015年加入爱尔兰科克大学并成为能源工程教授，并担任爱尔兰科学基金会资助的爱尔兰海洋可再生能源（MaREI）研究中心主任。1990年至2014年他在爱尔兰国立大学高威分校任教。

他是爱尔兰两家复合材料和制造公司的联合创始人和负责人（1999年至2018年）。这两家公司为国际航空航天、汽车和风能领域提供产品设计、产品测试和模具，以及制造轻质复合材料结构。

他的研究方向包括可再生能源应用（风能和海洋能源）复合材料的制造、测试和模拟、复合材料潮汐涡轮叶片的设计和疲劳测试、使用原位聚合体系的热塑性复合材料的液体成型、先进复合材料的低温性能和太空应用。

他是FASTBLADE加速结构测试设备的首席科学家，该设备将成为世界上第一个专用的潮汐叶片测试设备，并且是第一个采用再生液压系统的测试设备，目前正在苏格兰法夫的Rosyth建设中。

Conchúr拥有美国特拉华大学的博士学位，以及爱尔兰国立大学高威分校机械工程专业硕士与学士学位。他是机械工程师学会（IMechE）和材料、矿产与采矿学会（IOM3）的注册工程师和会士。