Temperature-Dependency of Tensile Properties of GFRP Composite for Wind Turbine Blades

In this study, the temperature-dependency of the tensile properties of a glass fiber reinforced plastic (GFRP) used in wind turbine blades was examined. The tensile strength, elastic modulus, and Poisson's ratio of the tensile specimen manufactured from uniaxial ($0^{\circ}$) and triaxial ($0/{\pm}45^{\circ}$) laminate composite plates were measured at four different testing temperatures-room temperature, $-30^{\circ}C$, $-50^{\circ}C$, and $60^{\circ}C$. It was found that the tensile strengths and elastic moduli of the uniaxial laminates were greater than those of the triaxial laminates over the testing temperature range. The tensile strength of the two laminates was significantly dependent on the testing temperature, while the dependency of the elastic modulus on the temperature was insignificant. Furthermore, it could be considered that the Poisson's ratio changed slightly with a change in the testing temperature.

풍력 발전 블레이드 복합재 GFRP의 인장 특성의 온도 의존성

본 연구에서는 풍력 발전 블레이드용 재료인 GFRP(Glass fiber-Reinforced Plastic) 복합재의 인장특성의 온도에 따른 의존성을 고찰하였다. 섬유 방향이 $0^{\circ}$와 $0/{\pm}45^{\circ}$로 적층된 두 종류의 복합재로 제작된 인장 시험편으로부터 인장 강도와 탄성계수 그리고 푸아송비에 대한 특성을 상온, $-30^{\circ}C$, $-50^{\circ}C$ 그리고 $60^{\circ}C$에서 측정하였다. 인장 시험으로부터 섬유방향이 축방향으로 적층된 복합재의 인장강도와 탄성 계수는 섬유 적층 방향의 의존성을 보였고 단축으로 적층된 복합재의 강도 및 탄성 계수가 상대적으로 우수함을 보았다. 그리고 시험온도의 의존성도 확인할 수 있었으며, 푸아송비는 온도의 영향이 크지 않음을 확인할 수 있었다.