第1章　緒論001
1.1　飛速發(fā)展的風力發(fā)電需求001
1.1.1　全球能源需求和環(huán)境挑戰(zhàn)001
1.1.2　可再生能源的崛起與風力發(fā)電的興起003
1.1.3　風力發(fā)電的歷史006
1.1.4　風力渦輪機及其葉片的關鍵作用010
1.1.5　風力渦輪機葉片材料的發(fā)展歷程011
1.1.6　風力渦輪機葉片材料的重要性012
1.1.7　新興材料和前沿技術(shù)的涌現(xiàn)013
1.2　本教材的意義014
1.3　教材概述015

第2章　風機葉片的力學基礎016
2.1　風機葉片的載荷及其作用016
2.1.1　靜態(tài)載荷017
2.1.2　動態(tài)載荷023
2.1.3　疲勞載荷027
2.2　應力、應變和變形的概念034
2.2.1　彈性應力035
2.2.2　塑性應變040
2.2.3　變形機理042
2.3　風機葉片的分析方法045
2.3.1　解析方法046
2.3.2　數(shù)值模擬方法050
2.3.3　實驗測試方法060

第3章　復合材料和傳統(tǒng)材料的應用066
3.1　鋼的應用066
3.1.1　結(jié)構(gòu)鋼069
3.1.2　不銹鋼073
3.1.3　合金鋼076
3.2　鋁合金材料的應用080
3.2.1　鋁合金系列080
3.2.2　鋁合金在葉片中的應用085
3.3　復合材料與傳統(tǒng)材料的應用090
3.3.1　碳纖維復合材料092
3.3.2　玻璃纖維復合材料096
3.3.3　復合材料葉片的制造工藝098
3.3.4　傳統(tǒng)材料的技術(shù)103
3.3.5　市場發(fā)展前景110

第4章　新型復合材料的應用111
4.1　新型纖維增強材料的應用111
4.1.1　玄武巖纖維111
4.1.2　有機纖維112
4.1.3　PPS 纖維113
4.1.4　碳化硅纖維113
4.1.5　氧化鋁纖維114
4.1.6　酚醛纖維115
4.1.7　硼纖維115
4.2　生物基復合材料的應用115
4.2.1　生物基復合材料的特性115
4.2.2　生物基復合材料在葉片中的應用123
4.3　新型涂層材料的應用125
4.3.1　防覆冰涂層126
4.3.2　防腐涂層129
4.3.3　高溫阻燃涂層132
4.4　新型材料的制備技術(shù)136
4.4.1　先進制備工藝136
4.4.2　材料性能調(diào)控145
4.4.3　葉片回收與可持續(xù)制備技術(shù)148

第5章　風機葉片領域前沿話題154
5.1　葉片材料微結(jié)構(gòu)設計154
5.1.1　納米增強材料應用154
5.1.2　葉片芯材微結(jié)構(gòu)設計155
5.2　智能材料在風機葉片中的應用156
5.2.1　智能傳感器技術(shù)156
5.2.2　自修復材料159
5.33D 打印技術(shù)在風機葉片中的應用165
5.3.13D 打印纖維復合材料工藝特點與參數(shù)166
5.3.23D 打印葉片材料選擇171
5.3.33D 打印葉片設計與制造173

第6章　對風機葉片技術(shù)未來的展望與思考175
6.1　現(xiàn)有技術(shù)的局限性及解決方案175
6.1.1　材料強度與耐久性的平衡175
6.1.2　可再生材料的性能挑戰(zhàn)180
6.1.3　制造和加工技術(shù)的限制183
6.1.4　可持續(xù)性與環(huán)保需求188
6.1.5　維護和修復難度188
6.1.6　資源的有限性192
6.2　材料科學的未來發(fā)展趨勢193
6.2.1　新型材料的應用193
6.2.2　提高材料性能199
6.2.3　制造工藝的創(chuàng)新204
6.2.4　多功能化材料的發(fā)展205
6.2.5　可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保導向206
6.2.6　跨學科合作與創(chuàng)新207
6.2.7　能源轉(zhuǎn)型的推動208

參考文獻210