本文關(guān)鍵詞：大型風(fēng)力發(fā)電機組直錐形鋼塔筒設(shè)計研究

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【摘要】：風(fēng)力發(fā)電作為清潔可持續(xù)發(fā)展新能源受到人們的關(guān)注。塔筒是風(fēng)力發(fā)電機組中的主要支承裝置,其剛度、強度、穩(wěn)定性和疲勞等性能決定了風(fēng)機發(fā)電的性能。本文利用ANSYS有限元軟件針對大型風(fēng)力發(fā)電機組直錐形鋼塔筒模態(tài)和焊縫強度進行分析,為大型風(fēng)力發(fā)電機組直錐形鋼塔筒結(jié)構(gòu)設(shè)計提供指導(dǎo)。研究討論風(fēng)力發(fā)電機塔筒的設(shè)計要素。首先塔筒模態(tài)進行分析研究;另外對風(fēng)機塔筒安全性能評估方法進行分析研究,主要在塔筒焊縫強度評估、塔筒焊接段結(jié)構(gòu)屈曲分析和連接件強度評估方法的研究。塔筒模態(tài)研究主要是盡量得到風(fēng)力發(fā)電機組塔筒在風(fēng)機機頭質(zhì)量影響下的自振基頻,為了避開風(fēng)力發(fā)電機組正常運行中的葉輪轉(zhuǎn)動激勵,以免引起風(fēng)力發(fā)電機組塔筒共振。本文模態(tài)研究主要采用Block-Lanczos方法,并結(jié)合數(shù)值模擬方法進行,模擬過程中塔筒模型采用殼單元,風(fēng)力發(fā)電機組機頭部分用點質(zhì)量代替,計算過程中用彈簧單元來模擬地基剛度。風(fēng)力發(fā)電機組塔筒安全評估按結(jié)構(gòu)形式分為塔筒焊縫強度評估、塔筒焊接段結(jié)構(gòu)屈曲強度評估和連接件強度評估。塔筒焊縫分為塔筒筒體焊縫和塔筒門框焊縫。塔筒屈曲強度評估根據(jù)塔筒結(jié)構(gòu)特點按照薄壁圓筒屈曲理論來研究。塔筒連接件即連接塔筒段的法蘭和高強連接螺栓,連接件強度評估分別考慮法蘭強度和高強連接螺栓的強度。
【關(guān)鍵詞】：風(fēng)力發(fā)電機 塔筒 有限單元 強度
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM315
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 風(fēng)力發(fā)電發(fā)展的現(xiàn)狀8-10
• 1.1.1 國外風(fēng)力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀8-9
• 1.1.2 國內(nèi)風(fēng)力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.2 風(fēng)力發(fā)電機組塔筒的設(shè)計10-13
• 1.2.1 風(fēng)力發(fā)電機組塔筒概述10
• 1.2.2 風(fēng)力發(fā)電機組塔筒研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.3 風(fēng)力發(fā)電機組塔筒設(shè)計11-13
• 1.3 有限單元法與ANSYS有限元分析軟件13
• 1.4 本論文研究內(nèi)容13-15
• 第2章 塔筒模態(tài)分析15-26
• 2.1 鋼管塔筒結(jié)構(gòu)動力學(xué)方程15-16
• 2.2 鋼管塔筒自振特性有限元分析方法16-19
• 2.2.1 彎曲振動的固有頻率和振型的計算方法16-17
• 2.2.2 模態(tài)求解的分塊LANCZOS法17-19
• 2.3 鋼管塔筒自振特性參數(shù)分析19-25
• 2.3.1 計算模型19-22
• 2.3.2 計算結(jié)果與分析22-25
• 2.4 結(jié)論25-26
• 第3章 塔筒結(jié)構(gòu)計算方法分析26-40
• 3.1 塔筒極限強度分析26-33
• 3.1.1 計算過程26-28
• 3.1.2 輸入載荷28-32
• 3.1.3 計算結(jié)果32-33
• 3.2 塔筒穩(wěn)定性分析33-37
• 3.2.1 計算方法簡介33-35
• 3.2.2 計算結(jié)果35-37
• 3.3 塔筒焊縫疲勞強度分析37-39
• 3.3.1 簡介37-38
• 3.3.2 塔筒水平環(huán)形焊縫的疲勞損傷計算38-39
• 3.4 結(jié)論39-40
• 第4章 塔筒門框計算方法研究40-47
• 4.1 門框極限強度分析40-41
• 4.2 門框焊縫疲勞強度分析41-46
• 4.2.1 最大主應(yīng)力的計算43-45
• 4.2.3 疲勞強度計算結(jié)果45-46
• 4.3 結(jié)論46-47
• 第5章 塔筒連接件計算方法分析47-65
• 5.1 連接件法蘭極限強度分析47-55
• 5.1.1 法蘭極限強度計算方法47-53
• 5.1.2 法蘭極限強度計算結(jié)果53-55
• 5.2 連接件螺栓的極限計算研究55-59
• 5.2.1 法蘭—螺栓系統(tǒng)的彈性剛度55-56
• 5.2.2 螺栓應(yīng)力計算56-57
• 5.2.3 螺栓極限強度計算結(jié)果57-59
• 5.3 連接件螺栓的疲勞強度分析59-64
• 5.3.1 螺栓疲勞強度計算方法59-62
• 5.3.2 螺栓疲勞計算結(jié)果62-64
• 5.4 結(jié)論64-65
• 總結(jié)與展望65-67
• 參考文獻67-70
• 致謝70-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的碩士學(xué)位論文71

【共引文獻】

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本文編號：798931