基于风振效应下的风机塔架门洞数值优化

摘要

随着人类的不断发展和高科技的应用，对能源的消耗也极具加大，虽然石油和煤炭给人类解决了大部分能源问题，但是随之而生的是环境的急剧恶化、温室效应以及安全等诸多问题。所以许多国家开始寻求清洁、再生能源的研究领域。风能就成为诸多国家研究的清洁、安全再生能源之一。近几年，作为风能利用的主要形式是风力发电，世界各国开始高度重视，使之发展迅猛。随之也出现了大型的风电机组、海上风机及我国西部风沙中风机的应用，风力发电组的主要支撑结构体系是圆锥形的钢塔筒。随着风机塔架发电量的增加、它的塔架截面尺寸、高度随之增大，检修、加工及门洞对风机塔架的应力扰动等一系列问题不容忽视。
　　在阅读大量文献和实地收集塔架资料的同时运用内蒙古地区的30年以来的风作用观测记录资料的基础上，采用数值分析方法，采用有限元软件ANSYS建立SL1500塔架整体模型。收集塔架在风振作用下数值模拟在4320mm处的内力，再其建立塔架门洞与门框局部模型，把收集到的数据施加在塔架局部模型上。其得到的塔架门洞部位的应力集中数据以及变形数据也是真实合理的。之后改变塔架门洞位置来确定不同朝向对塔架的影响。
　　通过研究分析可知，塔架门洞在风振作用下的受力分析是非常复杂的。门洞对塔架的开口和焊接后的应力扰一般发生在距门洞1.5倍门洞尺寸的范围内呈现半圆形状对称出现。而且得出门洞朝向与在建地区的风场主流风向垂直时最有利。

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第一章 绪 论

1.1 引言

1.2研究背景及国内外研究现状

1.3 本课题主要研究内容和方法

第二章 风机塔架支撑结构及风的数值模拟

2.1 引言

2.2 风机支撑结构主要荷载

2.3 风荷载

2.4 风场数值模拟

第三章 风机塔架门洞模型

3.1 风机塔架尺寸要求

3.2 风机塔架门洞有限元模型

3.3 有限元建模

3.4 模型施加荷载

3.5 本章小节

第四章 风机塔架门洞在风振效应下的数值优化

4.1 ANSYS数值计算软件简介

4.2 风机塔架门洞在风荷载作用下的力学性能分析

4.2 风机塔架门洞在弯矩作用下的力学分析

4.3 本章小节

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献