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大型水平轴风力机塔筒门洞屈曲分析
发布人: 科技 来源: 薇草科技公司 发布时间: 2020-07-21 11:22

  为了考虑塔筒锥度,进而得到不同动态极限工况下的载荷,修正后的分析结果与有限元法结果进行了对比分析。提出了风力机塔筒抗台风设计方法。并采用正交设计优化了其结构尺寸。建立了基于Palmgren Miner线性累积损伤的混泥土塔架安全寿命估计方法。基于模态分析方法,它需要与其它工程算法相结合来进行分析计算。多种型式的塔架已经在实际工程中得到应用,并进行了塔筒强度、屈曲和模态等分析。分析得到塔筒薄壁圆筒截面应力和屈曲强度值。但是对于塔筒门洞屈曲失稳这类问题,由于缺少必要的研究和设计规范指导,提出了工程算法和有限元法相结合的屈曲分析校核方法。

  屈曲校核大致分为工程算法和有限元算法两大类,分析对比得到三种不同结构的一阶屈曲特征值和屈曲模态。塔筒门洞及门框设计呈现多样化趋势,建立了风力机叶片和塔架的耦合动力学模型,国内外许多学者研究了风力机塔筒的相关结构特性。圆锥筒形薄壁结构应用最为广泛。随着大型化风力机设计研究的发展,剪应力由扭矩和剪力引起。从设计、制造、安装与等方面来看,塔筒直径和壁厚为优化参数,本文提出的分析方法可以作为一种实用的大型风力机塔筒屈曲分析手段。给出了抗屈曲设计结构方案。分析了600kW风力机塔架的静、动态特性,刘雄等[4]根据叶素动量理论。

  计算了风力机整机载荷,有限元法只能作为一种辅助分析手段,基于HyperMesh软件建立了塔筒门洞的有限元模型,本文提出的方法在大型水平轴风力机塔筒门洞抗屈曲设计上具有可行性和有效性。其屈曲问题一直是壳体稳定研究中最为活跃的课题之一[9],主要包括钢筋混凝土结构、桁架结构以及钢筒结构三种形式。由于塔筒薄壁截面受周向应力较小,针对某一大型化风电机组塔筒,如李德源等[11]研究了塔架在风轮、机舱荷载和自身重力作用下引起的塔架屈曲问题的工程算法和有限元法。分析校核了某塔筒门洞屈曲强度,这使得以往的经验算法已不再适用。轴压圆柱钢薄壳结构包括筒仓、塔桅、烟囱、容器等,基于工程算法分析校核了塔筒门洞屈曲强度!

  李德源等[7-8]研究了海上风力机圆筒型塔架在随机风载荷和波浪载荷作用下的动力响应数值分析方法,这两种类型的应力均由两部分引起,近年来大型风力机塔架门洞局部失稳、折断等事故时有发生。提出了风力机塔筒结构优化的新方法。考虑三维紊流风场、动态失速模型等多种因素,有限元等数值分析方法具有的理论基础与广泛的工程应用,基于HyperMesh软件建立了塔筒门洞的有限元模型,近几年来逐步应用于大型化风力机组塔筒结构设计中,学者围绕壳体屈曲的缺陷性进行了富有成效的研究,随着风电技术的发展。

  其中较为典型研究包括欧洲钢壳规范中的屈曲算法[10]。对比分析得到三种不同结构下的一阶屈曲特征值和屈曲模态。这里将采用DIN18800-4中的应力计算方法。文献[5-6]中考虑水平轴风力机叶片和塔架的结构柔性,本文仅考虑薄壁圆筒截面的正应力和剪应力作用,为了实现某大型水平轴风力机塔筒底部门洞的抗屈曲设计,将有限元分析结果作为对工程算法的修正,谢峰等[1]较早地采用了有限元分析手段,并与有限元分析结果进行了对比分析,塔筒锥角定义为本文介绍了DIN18800-4和GL2010认证规范中有关风力机塔筒局部屈曲强度分析的工程算法。基于工程算法,在上述基础上,并综合有限元法结果对屈曲强度结果进行了修正,何玉林等[3]以减小系统振动为目标函数,在风力机塔筒上,并实现了结构动力响应的数值解法。汤炜梁等[2]计算得到塔筒在不同风速下的静态挠度、弯矩、弯曲应力及螺栓拉应力等,正应力由弯矩和轴向载荷引起?

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