本文關(guān)鍵詞：基于T型連接的裝配式風(fēng)電葉片結(jié)構(gòu)分析與試驗研究

  更多相關(guān)文章： 裝配式風(fēng)力發(fā)電機葉片 T型連接 連接段 模型 有限元分析 ABAQUS

【摘要】：隨著能源短缺、環(huán)境污染等問題日益突出,風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源受到了越來越多的關(guān)注。近年來我國新增風(fēng)電裝機容量已經(jīng)位于世界第一。隨著風(fēng)機功率逐步提高,相應(yīng)的葉片也不斷增長。我國目前使用最為廣泛的兆瓦級風(fēng)電機葉片長度一般超過40m,國外Vestas公司生產(chǎn)的V112-3.0MW風(fēng)力發(fā)電機的葉片達(dá)到了55m。葉片長度的增長帶來葉片運輸上的困難與挑戰(zhàn)。以我國能源相對短缺的云貴川及湖南部分區(qū)域為例,風(fēng)資源處于四類風(fēng)區(qū),年平均風(fēng)速約6.0m/s左右,必須使用長葉片來增加捕風(fēng)能力。而這些區(qū)域的風(fēng)場均處于高原或丘陵地區(qū),為了葉片的運輸必須花巨資修建道路,而且運輸困難、風(fēng)險高、運輸成本高。將大型風(fēng)電機葉片進行分段制造和運輸,到現(xiàn)場后再進行裝配,是解決長葉片運輸難題的有效途徑。本文在此背景下,提出了基于T型連接的預(yù)應(yīng)力裝配式風(fēng)力發(fā)電機葉片的結(jié)構(gòu)方案,在介紹裝配式葉片的基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上、開展了模型試驗以及有限元分析。本文的具體介紹包括以下幾方面:(1)首先,介紹了裝配式風(fēng)力發(fā)電機葉片的結(jié)構(gòu)選型,提出了一種預(yù)應(yīng)力裝配式風(fēng)力發(fā)電機葉片的結(jié)構(gòu)方案,本文提出的結(jié)構(gòu)方案是基于T型連接將分段葉片裝配組裝在一起,重點介紹了裝配式風(fēng)力發(fā)電機葉片的具體結(jié)構(gòu)形式。(2)其次,通過有限元軟件ABAQUS,對本文提出的裝配式風(fēng)力發(fā)電機葉片的結(jié)構(gòu)形式,建立裝配式風(fēng)力發(fā)電機葉片連接段的有限元模型,根據(jù)該類型葉片實際的受力,模擬出連接段在此受力情況下的應(yīng)力水平,驗證了本文提出的裝配式風(fēng)力發(fā)電機葉片的結(jié)構(gòu)方案的可行性。通過預(yù)應(yīng)力的施加,保證了連接段在雙向彎矩的作用下始終保持受壓狀態(tài),避免連接處玻璃纖維出現(xiàn)拉應(yīng)力而出現(xiàn)開裂。(3)然后,設(shè)計并制作了裝配式風(fēng)力發(fā)電機葉片連接段中一個連接單元的模型試件,并進行了連接單元的拉伸試驗,得到了葉片連接單元各部件的應(yīng)力情況,進一步驗證了裝配式風(fēng)力發(fā)電機葉片結(jié)構(gòu)方案的可行性。(4)最后,通過有限元軟件ABAQUS建立連接段單元的有限元模型,模擬和拉伸試驗完全相同的受力情況,得到各部件的應(yīng)力水平,與試驗得到的結(jié)果相對比,驗證了試驗結(jié)果的正確性。
【關(guān)鍵詞】：裝配式風(fēng)力發(fā)電機葉片 T型連接 連接段 模型 有限元分析 ABAQUS
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM315
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-31
• 1.1 選題背景及意義11-15
• 1.1.1 選題背景11-13
• 1.1.2 選題意義13-15
• 1.2 風(fēng)力發(fā)電發(fā)展概況15-26
• 1.2.1 引言15-17
• 1.2.2 國外風(fēng)力發(fā)電發(fā)展概況17-19
• 1.2.3 我國風(fēng)力發(fā)電發(fā)展概況19-22
• 1.2.4 海上風(fēng)力發(fā)電發(fā)展概況22-26
• 1.3 風(fēng)力發(fā)電機葉片發(fā)展概況26-29
• 1.3.1 引言26
• 1.3.2 風(fēng)力發(fā)電機葉片材料的發(fā)展概況26-28
• 1.3.3 裝配式風(fēng)力發(fā)電機葉片的發(fā)展?fàn)顩r28-29
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容29-31
• 第2章 某兆瓦級裝配式風(fēng)力機葉片結(jié)構(gòu)選型31-43
• 2.1 概述31
• 2.2 設(shè)計概要31-34
• 2.2.1 T型螺栓32-33
• 2.2.2 連接方案33-34
• 2.3 連接設(shè)計34-41
• 2.3.1 螺栓定位34-36
• 2.3.2 螺栓預(yù)拉力36-37
• 2.3.3 材料參數(shù)37
• 2.3.4 荷載工況37-38
• 2.3.5 理論驗證38-40
• 2.3.6 葉片重量的變化40-41
• 2.4 小結(jié)41-43
• 第3章 裝配式風(fēng)力發(fā)電機葉片連接段有限元分析43-55
• 3.1 概述43
• 3.2 裝配式葉片連接段有限元模型的建立43-48
• 3.2.1 實體模型的建立43-46
• 3.2.2 材料屬性46
• 3.2.3 網(wǎng)格劃分46-47
• 3.2.4 荷載與邊界條件47-48
• 3.3 裝配式葉片連接段有限元結(jié)果分析48-54
• 3.3.1 最大揮舞方向結(jié)果分析48-49
• 3.3.2 最小揮舞方向結(jié)果分析49-50
• 3.3.3 最大擺振方向結(jié)果分析50-51
• 3.3.4 最小擺振方向結(jié)果分析51-54
• 3.4 小結(jié)54-55
• 第4章 裝配式葉片連接段單元比例模型試驗研究55-82
• 4.1 概述55
• 4.2 比例模型試驗的設(shè)計55-61
• 4.2.1 幾何相似57-59
• 4.2.2 材料相似59
• 4.2.3 荷載相似59-60
• 4.2.4 連接夾具設(shè)計60
• 4.2.5 夾具連接處強度驗算60-61
• 4.3 試件的制作和試件的安裝61-70
• 4.3.1 試件的制作61-66
• 4.3.2 試件的安裝66-67
• 4.3.3 測點布置67-69
• 4.3.4 模型構(gòu)件的安裝69
• 4.3.5 加載制度69-70
• 4.4 材性試驗70-71
• 4.4.1 螺桿70
• 4.4.2 玻璃鋼70-71
• 4.5 試驗數(shù)據(jù)分析71-80
• 4.5.1 荷載位移曲線71-72
• 4.5.2 螺桿應(yīng)力應(yīng)變曲線72
• 4.5.3 玻璃鋼應(yīng)力荷載曲線72-79
• 4.5.4 分段截面處相對位移荷載曲線79-80
• 4.5.5 試驗破壞形式80
• 4.6 小結(jié)80-82
• 第5章 裝配式葉片連接段單元比例模型有限元分析82-93
• 5.1 概述82
• 5.2 連接段單元有限元模型的建立82-83
• 5.3 連接段單元有限元結(jié)果分析83-91
• 5.3.1 預(yù)應(yīng)力階段83-85
• 5.3.2 外力荷載階段85-86
• 5.3.3 比較分析86-91
• 5.4 小結(jié)91-93
• 結(jié)論93-95
• 參考文獻95-100
• 致謝100-101
• 附錄A(攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄)101

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1 ;高效風(fēng)力發(fā)電機[J];發(fā)明與革新;2001年05期

2 閆合香;高效風(fēng)力發(fā)電機[J];機械與電子;2001年05期

3 陳松利 ,田德,王海寬,辛海升;200W濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機的應(yīng)用[J];農(nóng)村牧區(qū)機械化;2001年03期

4 陳松利,王海寬,辛海升,韓巧麗;200W濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機抗臺風(fēng)塔架的設(shè)計[J];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2001年04期

5 劉樺;高效風(fēng)力發(fā)電機[J];微電機(伺服技術(shù));2001年03期

6 明濤;高效風(fēng)力發(fā)電機問世[J];機械工程師;2002年03期

7 ;阿根廷推出新型風(fēng)力發(fā)電機[J];上海大中型電機;2002年04期

8 楊小林,范磊,李海峰;300kW可變速風(fēng)力發(fā)電機的研制[J];大電機技術(shù);2002年05期

9 馬鵬飛;小型風(fēng)力發(fā)電機使用知識[J];可再生能源;2003年02期

10 ;阿根廷推出新型風(fēng)力發(fā)電機[J];福建電力與電工;2003年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 侯書紅;張新燕;;利用面向方框圖的仿真方法對風(fēng)力發(fā)電機進行仿真[A];'2000系統(tǒng)仿真技術(shù)及其應(yīng)用學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2000年

2 周俊旭;張林文;鄒宇知;;大型風(fēng)力發(fā)電機復(fù)合材料葉片研制探索[A];中國硅酸鹽學(xué)會2003年學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2003年

3 周俊旭;張林文;鄒宇知;;大型風(fēng)力發(fā)電機復(fù)合材料葉片研制探索[A];第十五屆玻璃鋼/復(fù)合材料學(xué)術(shù)年會論文集[C];2003年

4 田德;王海寬;韓巧麗;;濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機的研究與進展[A];中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會第七次全國會員代表大會及學(xué)術(shù)年會論文集[C];2004年

5 田德;王海寬;韓巧麗;;濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機的研究與進展[A];中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會第七次會員代表大會論文集[C];2004年

6 田德;王海寬;韓巧麗;;300W濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機的特性分析[A];農(nóng)業(yè)工程科技創(chuàng)新與建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)——2005年中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集第一分冊[C];2005年

7 俞紅鷹;;中國小型風(fēng)力發(fā)電機回顧與展望[A];農(nóng)業(yè)機械化與新農(nóng)村建設(shè)——中國農(nóng)業(yè)機械學(xué)會2006年學(xué)術(shù)年會論文集（上冊）[C];2006年

8 周俊旭;張林文;鄒宇知;;大型風(fēng)力發(fā)電機復(fù)合材料葉片研制探索[A];第十五屆玻璃鋼/復(fù)合材料學(xué)術(shù)年會論文集[C];2003年

9 李丹;張義軍;呂偉濤;;風(fēng)力發(fā)電機葉片姿態(tài)與雷擊概率關(guān)系的模擬分析[A];S13 第十屆防雷減災(zāi)論壇——雷電災(zāi)害與風(fēng)險評估[C];2012年

10 吳亞飛;;淺談風(fēng)力發(fā)電機的維修與保養(yǎng)[A];中國農(nóng)業(yè)機械工業(yè)協(xié)會風(fēng)能設(shè)備分會2012年度論文集（上）[C];2012年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 季紅兵邋玉濤;戚機廠試制成功風(fēng)力發(fā)電機[N];常州日報;2007年

2 黃宣傳;黃石一退休高工造出風(fēng)力發(fā)電機[N];湖北日報;2007年

3 宋亞平 王雪杉 記者　 薛秀穎;哈電領(lǐng)軍國內(nèi)大型風(fēng)力發(fā)電機[N];哈爾濱日報;2006年

4 本報記者 原子 實習(xí)生 王太剛;一種家用風(fēng)力發(fā)電機在黃石“懷胎”[N];黃石日報;2007年

5 常思哲;渾南將建風(fēng)力發(fā)電機生產(chǎn)基地[N];沈陽日報;2007年

6 熊兆蓉;德國風(fēng)力發(fā)電“風(fēng)險”引起關(guān)注[N];中國信息報;2007年

7 本報記者 應(yīng)尤佳;江特電機合營風(fēng)力發(fā)電機[N];上海證券報;2008年

8 黃啟艷;中山造“家庭風(fēng)力發(fā)電機”拿到首張訂單[N];中山日報;2008年

9 記者 毛慶邋通訊員 趙敬翔;南京首個風(fēng)力發(fā)電機項目落戶溧水[N];南京日報;2008年

10 本報記者 嚴(yán)丹;北海風(fēng)力發(fā)電機正式并網(wǎng)發(fā)電[N];北海日報;2009年

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1 王建宏;風(fēng)力發(fā)電機的柔性多體動力學(xué)研究[D];重慶大學(xué);2009年

2 白\訝，

本文編號：708969