基于有限元分析的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的同時(shí),全球能源需求緊迫,新能源領(lǐng)域中風(fēng)力發(fā)電技術(shù)迅速發(fā)展,由原來的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)展為現(xiàn)有的兆瓦級(jí)大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,風(fēng)電設(shè)備也逐步大型化,造成風(fēng)電設(shè)備的制造、運(yùn)輸、安裝等許多現(xiàn)實(shí)問題。其中,塔筒是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主要承重結(jié)構(gòu),為風(fēng)力發(fā)電機(jī)提供所需的設(shè)計(jì)高度,發(fā)電機(jī)功率的增加使得機(jī)艙與葉片總重量增加,設(shè)計(jì)高度增加,最終塔筒的筒徑、高度和重量有很大增加,這樣帶來了塔筒制造、運(yùn)輸及安裝工藝和成本問題。
　　為解決以上問題,以

2、內(nèi)蒙古達(dá)爾罕茂明安旗巴音風(fēng)電場的2MW大型水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)錐形塔筒作為研究對(duì)象,應(yīng)用大型有限元分析軟件ABAQUS對(duì)風(fēng)機(jī)塔筒進(jìn)行強(qiáng)度分析和模態(tài)分析,分析結(jié)果得到,塔筒的底段門洞附近應(yīng)力值最大部位,通過增大塔筒底段直徑和筒壁厚度可以增大塔筒強(qiáng)度。提出風(fēng)機(jī)塔筒模塊化結(jié)構(gòu),其特征在于,塔筒采用分段分瓣式結(jié)構(gòu)形式,各瓣塔筒采用連接板連接,各段塔筒采用反向平衡法蘭連接,全部由高強(qiáng)度螺栓緊固。針對(duì)塔筒的危險(xiǎn)部位,建立塔筒模塊化結(jié)構(gòu)的子模型進(jìn)行有限元

3、分析,驗(yàn)證子模型結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是否符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),仍保持原有塔筒結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性。對(duì)塔筒模塊化結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),確定模塊化塔筒的重要參數(shù)值。設(shè)計(jì)完成后,根據(jù)該塔筒設(shè)計(jì)模塊數(shù)量,在塔筒的制造、運(yùn)輸和安裝等方面進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益分析。
　　完成以上工作后,得出結(jié)論:塔筒模塊化結(jié)構(gòu)符合設(shè)計(jì)要求,結(jié)構(gòu)合理;從力學(xué)角度上,模塊化塔筒結(jié)構(gòu)在危險(xiǎn)工況切出風(fēng)速下,連接螺栓最大應(yīng)力為521MPa,小于螺栓許用應(yīng)力720MPa,塔筒的最大應(yīng)力約260MPa,小于材料