钢管混凝土格构式风电塔架法兰盘球式节点受力性能研究

发布时间：2023-04-05 19:21

　　钢管混凝土格构式风电塔架在受水平风荷载时,其等效应力分布均匀、试件整体可靠性好、运输成本低、现场安装方便。现阶段相贯式节点和管板式节点在我国偏远地区风力发电领域被广泛应用,但焊接工艺要求高,高空焊接时整体施工质量难以控制。针对上述两种节点存在问题,大大限制了风力发电的推广和使用,寻找合适节点形式迫在眉睫。本文针对现阶段节点形式存在的诸多问题提出了一种新型全装配式网架结构螺栓球节点,对两种法兰盘球式节点进行了腹杆处的推拉静力加载试验研究,使用ABAQUS模拟软件对节点模型进行限元分析。研究的主要内容和结论如下:(1)使用SAP2000软件对设计的四肢柱风力发电塔架进行各层的内力计算,得出在16层塔架中相对不利层数和最不利层数的内力分布规律和压拉腹杆的内力比,为法兰盘球式节点试验提供理论依据。(2)基于SAP2000得到的结果作为理论基础,设计制作了4个法兰盘球式节点并进行试验,研究了球槽高度与球槽厚度变化对两种形式法兰盘球式节点整体和各个部件等效应力分布情况的影响,同时也研究了腹杆合力点位置的不同对试件整体所产生的影响。对两种形式法兰盘球式节点试验现象归纳总结:双螺栓球节点的破坏模式主要...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 绿色能源的研究现状与意义
    1.2 风力发电塔架研究
    1.3 钢管混凝土节点的研究成果
        1.3.1 管板式节点和相贯式节点研究
        1.3.2 万向包裹式节点研究现状
    1.4 课题研究意义
    1.5 课题研究内容
2 钢管混凝土格构式风电塔架设计
    2.1 塔架选型
    2.2 四肢柱风电塔架荷载计算
        2.2.1 竖向荷载及附加弯矩
        2.2.2 水平荷载
    2.3 四肢柱风电塔架内力分析
    2.4 塔架稳定性校验
    2.5 本章小结
3 两种法兰盘球式节点力学试验研究
    3.1 两种法兰盘球式节点部件设计制作
    3.2 法兰盘球式节点承载力计算
    3.3 法兰盘球式节点材料校验
    3.4 加载装置及加载制度
    3.5 应变、百分表位移计布置
    3.6 试验现象
    3.7 两种法兰盘球式节点破坏模式分析
    3.8 本章小结
4 两种法兰盘球式节点试验结果分析
    4.1 两种节点腹杆轴力-位移曲线
    4.2 腹杆的等效应力分布
    4.3 法兰盘等效应力分布
    4.4 球槽区等效应力分布
    4.5 四种万向包裹式节点对比分析
    4.6 本章小结
5 法兰盘球式节点有限元分析
    5.1 有限元分析模型的建立
        5.1.1 钢材本构关系
        5.1.2 法兰盘球式节点各个部件网格划分
        5.1.3 接触面及边界条件限制
    5.2 分析结果校验
    5.3 单螺栓球节点有限元分析
        5.3.1 节点参数扩展分析
        5.3.2 塔柱核心混凝土等效应力分析
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
在学研究成果
致谢



本文编号：3783979