20世紀(jì)90年代以來,全球可再生能源行業(yè)發(fā)展不斷加速,風(fēng)能憑借其清潔環(huán)保,取之不盡、用之不竭的特點(diǎn)備受各國關(guān)注。風(fēng)力機(jī)的功率不斷增大,分布范圍更加廣泛,運(yùn)行環(huán)境也愈發(fā)惡劣。諸多因素導(dǎo)致大型風(fēng)力機(jī)將無可避免地面臨嚴(yán)峻的經(jīng)濟(jì)性和安全性的挑戰(zhàn),而塔架失穩(wěn)已成為威脅現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的主要因素。本文以國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“河西地區(qū)風(fēng)況下風(fēng)力機(jī)葉片的剛?cè)狁詈项澱駝恿W(xué)問題研究”（No.51565028）為支撐,以2MW風(fēng)力機(jī)錐筒形鋼塔為研究對象,利用有限元方法求解塔架的靜強(qiáng)度、自振特性及屈曲穩(wěn)定性。在此基礎(chǔ)上,對塔架進(jìn)行試驗(yàn)分析并建立塔架結(jié)構(gòu)優(yōu)化近似模型。針對塔架成本高,塔頂位移過大和門洞集中應(yīng)力問題,對塔架整體和門洞進(jìn)行二次優(yōu)化。具體內(nèi)容安排如下:（1）塔架靜強(qiáng)度與剛度校核。計(jì)算三種工況（DLC1.3、DLC3.2和DLC6.1）下塔架所受的載荷。建立塔架的有限元模型,參照IEC 61400-6 ED1標(biāo)準(zhǔn)以及工程經(jīng)驗(yàn),校核不同工況下塔架的靜強(qiáng)度與剛度。結(jié)果得到在工況DLC1.3和DLC3.2下,塔架的強(qiáng)度和剛度均滿足規(guī)范要求。而在工況DLC6.1下,塔架強(qiáng)度滿足要求,但塔頂位移為6... 

【文章來源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

塔架事故

碩士學(xué)位論文13風(fēng)力機(jī)塔架通常為變截面結(jié)構(gòu)，截面的抗彎截面模量隨塔架高度變化，其剛度并非為一常數(shù)，根據(jù)材料力學(xué)中的莫爾積分可計(jì)算塔架頂端的撓度f，即：00hyyM(x)M(x)fdxEI(x)(2.13)式(2.13)中，My(x)為塔架所受所有外載荷在距其頂端x處任意截面上產(chǎn)生的彎矩；M0(x)為塔架頂端所受單位橫向力P對距其頂端x處任意截面上產(chǎn)生的彎矩；E為塔架材料Q345D的彈性模量；Iy(x)為距塔架頂端x處的截面慣性矩；h為塔高。現(xiàn)行塔架規(guī)范中并未明確塔架的許用撓度，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，為確保風(fēng)力機(jī)組安全運(yùn)行，塔架的許用撓度應(yīng)在塔架總高度的0.5%～0.8%[48]。fMoPxyxhyq圖2.5塔架剛度模型2.3.3塔架靜強(qiáng)度與剛度的有限元計(jì)算分別將求得的三種極限工況下的載荷，以均布力與力矩的形式施加于塔架頂部截面，考慮塔架重力加速度與風(fēng)輪質(zhì)量，塔架視為剛性塔架底部全約束，圖2.6為工況DLC6.1下的塔架受力示意圖。圖2.6塔架受力示意圖

工況1.3作用下塔架的應(yīng)力和位移


本文編號：2919324