格構(gòu)式鋼管混凝土風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架節(jié)點(diǎn)的疲勞性能研究.pdf

1、隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量以及塔架高度不斷增大，傳統(tǒng)的錐筒式塔架已不能滿足風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對(duì)其承載力、剛度及結(jié)構(gòu)可靠性等方面的要求。課題組提出一種新型格構(gòu)式鋼管混凝土風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架，由于塔架在正常工作狀態(tài)下所受荷載不斷變化，易發(fā)生疲勞破壞，且疲勞破壞常始于塔架的節(jié)點(diǎn)處。目前對(duì)圓鋼管相貫節(jié)點(diǎn)疲勞性能的研究已經(jīng)取得了較充分的認(rèn)識(shí)和成果，但對(duì)于圓鋼管混凝土相貫節(jié)點(diǎn)的疲勞性能研究仍不充分。因此，對(duì)該種塔架結(jié)構(gòu)中的圓鋼管混凝土相貫節(jié)點(diǎn)的

2、疲勞性能進(jìn)行研究是一個(gè)非常重要且有實(shí)用價(jià)值的課題。
　　本文選取格構(gòu)式鋼管混凝土風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架結(jié)構(gòu)中的K型節(jié)點(diǎn)為研究對(duì)象，以支管與主管的壁厚比τ、管徑比β、夾角θ以及主管的徑厚比γ為參數(shù)，應(yīng)用有限元軟件ABAQUS完成了54個(gè)圓鋼管混凝土K型節(jié)點(diǎn)和6個(gè)圓鋼管K型節(jié)點(diǎn)的非線性有限元模擬。得到了這兩種節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力集中系數(shù)，分析了各參數(shù)對(duì)節(jié)點(diǎn)應(yīng)力集中系數(shù)的影響規(guī)律。
　　結(jié)果表明：圓鋼管混凝土K型節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力集中系數(shù)比圓鋼管節(jié)點(diǎn)降低了

3、50%左右，說(shuō)明灌注混凝土可以有效緩解節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力集中現(xiàn)象。由于混凝土的存在使得節(jié)點(diǎn)鞍點(diǎn)和冠點(diǎn)的剛度發(fā)生了變化，圓鋼管節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力集中系數(shù)極值出現(xiàn)在冠點(diǎn)，而圓鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力集中系數(shù)極值出現(xiàn)在鞍點(diǎn)。由參數(shù)分析可知，各參數(shù)對(duì)主管應(yīng)力集中系數(shù)的影響較大，其中τ的影響最為顯著；而各參數(shù)對(duì)支管的應(yīng)力集中系數(shù)影響不明顯。隨著支管與主管的夾角θ增大，節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力集中系數(shù)隨之增加。主管中軸向壓力或拉力的存在，會(huì)大大增加主管應(yīng)力集中的程度，對(duì)支管的應(yīng)力集