重力式风机基础的受特点和优化设计研究

发布时间：2021-10-09 03:30

　　近年来,随着我国风电事业的蓬勃发展,有关风电机组的设计体系在不断完善,但风机基础的设计仍然没有形成专门的规范。我国地质条件复杂,现有的规范不能普遍适用于不同类型的基础形式,存在局部破坏的风险。本课题主要针对重力式风机基础的设计开展进一步的研究,主要研究内容如下:（1）以某实际工程的风机基础设计为背景,利用有限元软件Ansys建立1:1重力式扩展风机基础数值模拟模型。以接触理论和有限元的相关知识为理论基础,通过应力云图、位移云图、剪力云图分析重力式扩展风机基础的受力机理和应力分布特性,并把数值计算结果和实际设计结果进行对比分析。得出结论:风机基础的最大沉降量、倾斜率、地基应力的有限元模拟值远小于规范限值,设计值相对保守;重力式扩展风机基础的上翼缘存在应力集中现象。（2）根据风机基础整体结构的受力特点,重点研究了金属环结构尺寸对基础受力性能的影响。将金属环的结构尺寸做参数化处理,建立一系列的数值模型。通过改变金属环的型式、环端高度、埋深比以及厚度,寻找到最利于结构稳定的设计参数,为风机基础内置金属环的结构优化提供依据。（3）利用计算机Java语言,结合优化设计意见,编制“重力式扩展风机基础... 

【文章来源】：安徽理工大学安徽省

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１?２０２０年七大风电基地供应曲线??Ｆｉｇ．?１．１?Ｓｕｐｐｌｙ?ｃｕｒ＼?ｅ?ｏｆ?ｓｅｖｅｎ?ｗｉｎｄ?ｐｏｗｅｒ?ｂａｓｅｓ?ｉｎ?２０２０??

在实际工程设计中，借鉴其他行业标准易造成风电机组基础的设计有的偏于??保守，有的偏于不安全，个别己建成风电机组基础在极端工况时甚至出现基础倾倒??破坏的情况，经济损失较大。如图１．３为风电机组失效原因图。经调查：截止到目??前，风电机组事故中结构失效所占比例高达３５％，在这些结构失效的事故中很多??是基础倾覆、叶片受损、材料疲劳导致的，包括金属环疲劳受损连接不牢、螺栓疲??劳、轴承疲劳等原因。??其他原齒??１３％??６％?人为原ｗ??１４％??图１．３风电机组失效原因??Ｆｉｇ．?１．３?Ｒｅａｓｏｎｓ?ｆｏｒ?ｆａｉｌｕｒｅ?ｏｆ?ｗｉｎｄ?ｔｕｒｂｉｎｅ??本项目以重力式扩展风机基础为背景，在总结国内外工程经验的基础上，鉴于??重力式扩展基础在我国风电机组中的广泛应用，分析其连接部位金属环的受力机??理，总结国内外工程的设计和实践经验，归纳了金属环在设计中的关键问题，指出??了风机基础及其关键部位金属环研究的主要进展，在此基础上，对重力式扩展风机??基础中针对金属环设计的几个关键点的研究前景进行了展望，主要研究风机在极??端荷载下基础结构的受力机理和金属环的设计参数优化

图１．４研究技术路线??Ｆｉｇ．?１．４?Ｒｅｓｅａｒｃｈ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ｒｏｕｔｅ??


本文编号：3425546