W2000C 80塔架强度问题的研究

发布时间：2017-04-25 20:09

  本文关键词：W2000C 80塔架强度问题的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：风力机作为绿色能源发展日新月异,而其安全性和运行的可靠性且兼有良好的经济性至关重要。风力机的塔架强度就是确保达到这一要求的最基础、最关键的技术问题之一。本文基于有限元分析法,针对W2000C 80米塔架,研究了大型风电机塔架强度和刚度、稳定性等问题,主要工作如下:(1)利用有限元软件建立2000千瓦风力发电机的塔架分析模型,计算了柔性地基和刚性地基下的塔架频率和振型特点,确保其一阶弯曲频率与叶轮激振避免共振的发生。(2)应用风机专用有限元软件aero Tower计算了法兰螺栓连接的极限强度和疲劳强度,应用疲劳损伤理论预测了法兰和螺栓的寿命。(3)应用Ansys有限元软件分别建立门段处和塔顶法兰处的有限元模型,并加载极限载荷计算门段处的应力集中系数和塔顶处应力增加系数,并根据应力增加系数研究了门段和塔顶部件的结构改进方案。论文对塔架强度和振动性质的研究,及时发现了塔架设计中存在问题,提升塔架设计效率,也为其它塔架的分析提供了参考和理论借鉴。
【关键词】：风力发电 有限元 极限强度 疲劳强度 应力增加系数 塔架自然频率
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM315
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 课题背景9-10
• 1.2 风力发电的研究现状10-15
• 1.2.1 国内外风力发电机研究现状10-11
• 1.2.2 国内外塔架结构研究现状11-15
• 1.3 主要研究内容15-17
• 第二章 塔架基本结构特点分析及其有限元分析方案17-29
• 2.1 引言17
• 2.2 塔架轻度相关结构分析整理17-18
• 2.3 塔架设计参数18-24
• 2.3.1 塔架几何模型和坐标系19-21
• 2.3.2 风机组技术参数21
• 2.3.3 塔架设计参数21-22
• 2.3.4 塔架几何外形22-23
• 2.3.5 风机组质量分布23-24
• 2.4 塔架有限元计算的相关力学模型24-29
• 2.4.1 塔架有限元分析的理论基础24-28
• 2.4.2 塔架有限元分析工具的选择依据28-29
• 第三章 塔架固有频率和共振分析29-40
• 3.1 引言29
• 3.2 塔架结构模态分析29-31
• 3.2.1 模态分析中的有限元计算方法29-31
• 3.3 塔架模态分析建模31-32
• 3.4 基础对塔架振动性质的影响研究32-39
• 3.4.1 塔架频率和振型分析理论32-35
• 3.4.2 柔性基础下的塔架模态分析35-37
• 3.4.3 刚性基础下的塔架模态分析37-39
• 3.5 小结39-40
• 第四章 有限元分析法兰螺栓连接强度40-55
• 4.1 引言40
• 4.2 塔架法兰螺栓强度分析模型的建立40-45
• 4.2.1 法兰螺栓极限强度计算模型的建立40-45
• 4.3. 法兰连接计算结果45-48
• 4.4 法兰螺栓连接疲劳强度分析48-53
• 4.4.1 塔筒外载荷与螺栓应力关系48-50
• 4.4.2 法兰螺栓疲劳损伤累积计算50-53
• 4.5 小结53-55
• 第五章 塔顶法兰及门段的强度分析55-70
• 5.1 引言55
• 5.2 塔顶法兰非线性有限元分析55-64
• 5.2.1 塔顶限元模型建立55-56
• 5.2.2 塔顶法兰有限元计算结果分析56-64
• 5.3 门段有限元分析64-69
• 5.3.1 门段有限元分析64-69
• 5.4 小结69-70
• 第六章 总结与展望70-71
• 参考文献71-73
• 致谢73-74
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文74

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