风力发电机塔架的有限元分析

利用有限元分析软件ANSYS对某型风力发电机组的塔架结构进行整体强度、门段强度、模态以及屈曲分析,其中门段细节分析主要针对门洞附近应力集中进行讨论;计算塔架在Ⅱ类风场极限载荷作用下的最大应力、动力特性和屈曲载荷.计算结果表明:塔架整体结构满足强度要求,门段局部结构不满足强度要求,正常工作时塔架与风轮不会发生共振,从而为塔架结构设计和优化提供依据.     

利用FMECA法的兆瓦级风力机故障模式分析

在分析1.5 MW永磁直驱风力发电机系统的结构组成基础上,建立了永磁直驱风力发电机的功能框图以及任务可靠性逻辑框图。针对风力发电机组关键工作部分的风轮、变桨系统、偏航系统、永磁同步发电机、机舱底座、塔架、测风共7个子系统,利用FMECA法对其进行故障模式分析。根据风电场内永磁直驱风机的运营和故障维护数据,归纳统计了各机组子系统可能的故障模式,并对每个故障模式进行了故障原因、故障影响以及危害度分析,对每个故障模式进行了风险等级评价,找出风机薄弱环节,得到FMECA分析结果表,为后续子系统的可靠性分配以及后期风力发电机组运行维护过程中的故障监测和诊断提供了参考。     

特大跨高铁梁拱组合桥竖转过程结构受力分析与安全控制

为研究高速铁路特大跨连续梁拱组合桥拱肋竖转过程中结构受力性能,基于实际工程,建立拱肋及塔架施工过程精细化有限元模型,分析施工过程中拱肋及塔架受力变化。基于竖转过程中塔架有限元分析结果,在其应力较大的薄弱位置布置应力监测点,实时监测分析,并评估塔架在竖转过程中的安全性。理论计算与监测结果吻合较好。整个竖转过程未发生应力突变及局部失稳现象,塔架处于安全状态。     

几种大型风力发电机组技术特点及应用

大型风力发电机组技术不仅体现当代电机制造、材料工程、电力电子、自动控制、流体力学和地质气象等领域的科技水平,而且引领着未来风力发电机组设计制造技术的发展方向。根据发电机驱动方式的不同,风力发电机系统可分为双馈式、直驱式和半直驱式。分析3种驱动方式下各风力发电系统的技术特点及优缺点,并简要介绍各种风力发电机系统的应用状况。     

沈阳三好桥钢拱塔竖转施工控制技术研究

以三好桥主塔竖转施工为研究对象,应用Sap2000有限元软件建立由塔架、主塔、钢绞线和提升装置组成的有限元模型。通过协调四组提升钢绞线的运动关系,模拟钢绞线均衡平稳地提升大桥主拱并竖转到指定位置。通过仿真分析,确定钢铰线长度、提升过程、塔架受力、提升装置等工艺数据。     

大跨度拱桥缆索吊装系统的稳定性有限元分析

基于结构稳定理论,介绍了在结构稳定性分析中有限单元法的求解原理及求解过程.以彭水乌江大桥缆索吊装系统为工程背景,考虑起吊、运输等状态,及风荷载,按塔架的最不利受力组合进行分析,对其塔架的稳定性进行有限元分析,通过多次迭代求解得出了该吊装系统在最不利施工工况下塔架的屈曲临界荷载系数和失稳模态,为该桥的施工控制提供了理论基础.     

基于实测结果与修正模型的输电塔架特性分析

针对目前输电塔架特性分析主要采用软件分析和结构有限元模型不能准确反映结构真实特性,导致分析结果不全面,存在偏差的问题,提出采用实际测量结果与模型优化后的软件分析结果相结合的方法对输电塔架进行特性分析.先设计了基于电阻应变片和RS485总线结构的输电塔架结构承载力检测系统,利用该系统对输电塔架进行不同工况作用下的应力应变检测;再提出了一种先采用待修正参数的最优值来表征模型偏差方法建立塔架初次优化模型,再利用ANSYS优化算法对初次优化模型进行二次优化的模型搭建方法,并利用有限元分析软件ANSYS对优化后的输电塔架结构进行不同风速和不同覆冰厚度下的结构特性分析,最后结合测量数据从动态特性、稳定性及局部杆件应力等方面对系统结构进行了安全评估.分析结果表明使用实际测量与软件分析相结合的方法能更准确的对塔架结构特性进行评估,经对比优化前后模型固有频率最大相对误差不超过0.27%,表明用待修正参数的最优值来表征模型偏差和ANSYS优化算法相结合的模型修正方法,可有效提高结构建模的可靠性,修正后的模型可更有效的表征真实结构实际特性.     

大跨度拱桥缆索吊装系统的稳定性有限元分析

基于结构稳定理论,介绍了在结构稳定性分析中有限单元法的求解原理及求解过程.以彭水乌江大桥缆索吊装系统为工程背景,考虑起吊、运输等状态,及风荷载,按塔架的最不利受力组合进行分析,对其塔架的稳定性进行有限元分析,通过多次迭代求解得出了该吊装系统在最不利施工工况下塔架的屈曲临界荷载系数和失稳模态,为该桥的施工控制提供了理论基础.     

风力发电机组的功率控制设计

风力发电机组功率曲线是考核机组性能的一项重要指标,但在实际操作过程中,由于现场自然风风速、风向变化的不确定性,给准确测取风力发电机组功率曲线带来困难。因此,借助空气动力学理论,提出一种简便求取风力发电机功率曲线的方法：利用机组计算机自身绘制的功率曲线,通过理论计算,对功率曲线进行风速和空气密度的修正,以提高功率曲线的精确度和可比性。     

大跨度钢桁拱桥扣塔系统受力性能分析

大跨度钢桁拱桥扣塔系统在施工过程中受力至关重要。利用有限元方法建立了包括塔架架体、顶底分配梁、锚固梁、拉索锚箱等构件的三维有限元整体分析模型,计算分析了立柱、锚箱等在施工过程中的刚度、强度及稳定性,分析得出的结论对该类扣塔系统的设计及使用具有一定指导意义和参考价值。     

Research on Dynamic Response Characteristics of 6MW Spar-Type Floating Offshore Wind Turbine

A 6 MW spar-type floating offshore wind turbine(FOWT) model is put forward and a fully coupled aero-hydro-servo-elastic time domain model is established in the fatigue,aerodynamics,structures and turbulence(FAST) code.Influence rules of wind load and wave load on the characteristics of 6 MW spar-type FOWT are investigated.Firstly,validation of the model is carried out and a satisfactory result is obtained.The maximal deviations of rotor thrust and power between simulation results and reference values are 4.54% and-2.74%,respectively.Then the characteristics,including rotor thrust,rotor power,out-of-plane blade deflection,tower base fore-aft bending moment,and mooring line tension,are researched.The results illustrate that the mean value of dynamic response characteristics is mainly controlled by the wind-induced action.For characteristics of tower base fore-aft bending moment and platform pitch motion,the oscillation is dominated by the wave-induced action during all conditions considered.For characteristics of out-of-plane blade tip deflection and mooring line tension,the oscillation is commanded by combination effect of wave and wind loads when the wind speed is lower than the rated wind speed(hereinafter referred to as below rated wind speed) and is controlled by the wave-induced action when the wind speed is higher than the rated wind speed(hereinafter referred to as above rated wind speed).As to the rotor thrust and power,the oscillation is dominated by the wind induced action at below rated wind speed and by the combination action of wind and wave loads at above rated wind speed.The results should be useful to the detailed design and model basin test of the 6 MW spar-type FOWT.     

Design and Parametric Investigation of Horizontal Axis Wind Turbine

This research focuses on design and calculations for the horizontal axis wind turbine to fulfill energy demands at small scales in Pakistan. This is the design to produce about 5 kilowatts of electricity to share the load of average home appliances. Area chosen for this research is Pasni, Balochistan in Pakistan to build the wind turbine for electricity. Design values are approximated by appropriate formulas of wind energy design. In current research, turbine blade profile is designed by blade element momentum (BEM) theory. Warlock wind turbine calculator is used to verify the design parameters like wind speed, tip speed ratio (TSR) and efficiency factor. Effects of wind speed, wind power, TSR, pitch angle, blade tip angle, number of blades, blade design and tower height on power coefficient are analyzed in this research. Maximum power coefficient is achieved at a designed velocity of 6m/s. Design analysis is also performed on simulation software ANSYS Fluent. It is observed that designed velocity parameter of this research is very suitable for the turbine blade, so blade designing is perfect according to wind speed range.     

独塔斜拉桥空间曲线钢塔柱结构性能分析

以某独塔斜拉桥的空间曲线塔为基础,利用Midas／Civil,建立空间杆系模型,进行全桥整体静力分析,确定钢塔柱、上下分肢局部以及索塔锚固区的5种最不利荷载工况,得出相应荷载和位移边界条件．再利用大型空间有限元分析软件ANSYS,建立钢塔柱三维实体模型,进行空间受力性能分析,明确钢塔柱和索塔锚固区钢板的受力性能．计算结果表明,钢塔柱的变形较小,钢塔柱、上下分肢局部及索塔锚固区的钢板应力水平均满足规范要求,结构的安全储备良好．这也说明采用双向分叉的空间曲线索塔的设计是较为合理的．     

Reliability Copula Model for Wind Turbine Gearbox Based on Failure Correlation

On the basis of each gear’s failure correlation, the reliability Copula model of a wind turbine gearbox is established and a 1.5 MW wind turbine gearbox is taken as the research object. Firstly, based on the dynamic reliability model of mechanical parts, each gear’s life distribution function of a wind turbine gearbox is obtained.The life distribution function can be used as the marginal distributions of the system’s joint distribution. Secondly,Copula function is introduced to describe the failure correlation between parts, and the appropriate Copula function is selected according to the shape characters of Copula probability density function. Finally, the wind turbine gearbox system is divided into three parts according to the failure correlation of each gear. The Sklar theorem and the thought of step by step analysis are used to obtain the reliability Copula model for a wind turbine gearbox based on failure correlation.     

风力发电塔系统整体建模与模态分析研究

为了判断风力发电塔系统是否能避开共振,需对其进行模态分析。提出了考虑“桨叶-轮毂-机舱-塔筒”耦合的整体建模的方法,可用于风力发电塔系统模态的计算。分别进行了停机阶段、运行阶段和切出阶段的模态分析,对比其频率和固有振型。对比结果表明：三个阶段的频率基本相同,只须验算停机状态下的频率满足规范即可;塔筒的振动形式主要为侧向弯曲振动、前后弯曲振动和扭转振动;桨叶在前十阶的振动形式主要为挥舞振动和摆振,且三桨叶振动存在一定的规律;相对于停机阶段,运行阶段时振型基本相同,切出阶段时振型有较大差异。     

韩江北桥主桥结构动力特性分析

文中以韩江北桥主桥五跨连续无风撑斜靠式钢管混凝土系杆拱桥为研究对象,论述了无风撑斜靠式钢管混凝土系杆拱桥结构动力性能分析理论。利用大型通用有限元计算软件ANSYS建立该桥空间三维分析模型,采用子空间法分析结构的动力性能,确定成桥状态下的自振频率与振型。同时利用钢管混凝土结构设计规程及相关设计理论,对该桥的动力特性进行分析。     

1.5 MW风力发电机组动态载荷分析

风力发电机动态载荷是影响风机运行和寿命的重要因素,对动态载荷的分析一般采用模型仿真方法.本文针对1.5MW变速变桨风力发电机,基于Samcef for wind turbine（SWT）软件,应用梁单元和超单元进行了高精度建模.模型的控制部分利用曲线查询模拟.在额定风速的湍流风况下,对动态响应曲线、齿轮箱和主轴的两轴承处动态载荷进行了重点分析,揭示了曲线变化成因.通过与Blad-ed软件的仿真结果对比,证明SWT模型具有较高的有效性和参考价值.     

基于ANSYS的厦漳跨海大桥主塔钢锚梁有限元分析

采用ANSYS建立钢锚梁有限元模型,对其结构进行安装后的多种工况静强度计算和模态分析,得到其固有频率等特性,研究了在脉动风载荷作用下钢锚梁的动力响应;对设计方案进行综合评价。     

基于ANSYS的厦漳跨海大桥主塔钢锚梁有限元分析

采用ANSYS建立钢锚梁有限元模型,对其结构进行安装后的多种工况静强度计算和模态分析,得到其固有频率等特性,研究了在脉动风载荷作用下钢锚梁的动力响应;对设计方案进行综合评价.