达里厄型风机结构分析

发布时间：2020-06-08 07:28

【摘要】： 随着越来越严重的环境污染问题的出现和化石燃料有限储量减少的双重危机的日益加深,人类对可再生能源的开发和利用变得无比迫切。现有风能利用技术的快速发展已使风能成为目前最重要的一种可再生资源。现有的风能转化系统大部分将风能通过风力机装置转化为机械能,然后通过电机转化为电能,通常风力机按风轮旋转轴在空间的方向,分为水平轴风力机(Horizontal Axis Wind Turbine)简称为(HAWT)和立轴风力机(Vertical Axis Wind Turbine简称为VAWT)两大类,今天的VAWT以Darrieus形式得到闻名。本文首先对结构所受荷载进行了分析,讨论了随机脉动风的数值模拟。然后介绍了风力机结构的静力计算方法。利用ANSYS有限元软件对结构进行静力分析,校核了初步设计的强度、刚度,同时探讨了拉索初应力的合理范围。在风力机结构的动力分析中,通过对结构的动力分析,了解结构的自振特性和各阶模态,为结构的振动控制提供了依据。利用模拟的脉动风时程对结构进行瞬态动力分析,了解其动力响应,为后续的结构减振提供参考。最后本文探讨了结构振动控制的问题。计算了结构在安装了阻尼器后的动态响应,对比以前的结果,从而判断阻尼器的减振效果,为以后的进一步设计提过参考。本文通过对1MW立轴风力机结构的初步设计进行静力分析、动力分析和振动控制分析,校核了结构强度、刚度,提出了拉索初应力的合理选取范围。同时了解了结构的自振特性和瞬态动力特性,为以后的深化设计提供了参考和依据,为进一步的立轴风力机设计服务。
【图文】：

风力机,美国,兴趣,石油禁运

Georges J. M. Darrieus的工作，尽管如此，，今天的立轴风力机依然以Darrieus形式得到闻名，并且由于受到Georges J. M. Darrieus的启发，立轴风力机的新形式也层出不穷（见图1.1）。图1.1 立轴风力机的新形式Fig1.1 New types of Vertical Axis Wind Turbine我们相信，立轴风力机的商业化到目前为止做得最好的国家是美国和加拿大。以美国为例，由于1973年阿拉伯国家的石油禁运问题，美国开始寻求一种本土的资源作为能源补充，在美国联邦政府的支持下，有着悠久历史的风能引起人们的广泛兴趣。受美国原子能机构（Atomic Energy Commission）和能源部（DOE）委托，美国国家重点实验室Sandia开始着手商业化风力机的研制工作，就在这个期间，加拿大人分享了他们再发明Darrieus形式立轴风力机的研究成果，这样早期的风力机兴趣就集中在VAWT的研制上。在sandia成功地在屋顶上安装了一台直径为5米的实验样机两年后sandia开发了第二台安装在地面上更大的样机

边界约束,计算模型,计算单位,坐标表示

图 3.1 计算模型及边界约束Fig 3.1 The calculation modal and boundary restriction空间坐标表示其相对位置，与杆身连接的节点为点为0ijB （ijx 、ijy 、ijz ）（i =1，2，…，n； j倾角通过坐标表示为：2 2 20 0 0( ) ( ) ( )ij ij ij ij ij ij ijl = x x + y y + z z02 20 01sin ( )1cos ( ) ( )ij ij ijijij ij ij ij ijijz zlx x y ylαα = = + 与拉索计算单位自重为ijg （包括已换算成均布荷载的集中
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TK83

【参考文献】