风力发电机组塔筒门框段屈曲分析

塔筒屈曲稳定性分析是保证风力发电机组安全的重要一环。塔筒门段部分形状不规则,存在门洞缺口效应,应力状态比较复杂。因此采用有限元方法计算了有门框塔筒门段模型、无门框塔筒门段模型,获得修正系数,再结合GL规范和DIN 18800-4对塔架进行屈曲计算,校核塔筒门框段的屈曲稳定性。以实例计算了塔筒门段的屈曲,并给出了结论,验证了分析方法的正确性。     

水平轴风力发电机塔架的有限元分析

利用有限元分析软件ANSYS对某型风力发电机塔架为研究对象,建立其有限元模型,对其进行静力分析,模态以及屈曲分析。得出塔架整体结构满足强度要求,不会出现失稳现象,门洞处需要采取加固措施,风机正常工作下不会发生共振现象。     

基于MW级风力发电机塔架的有限元分析

讨论了MW级风力机塔架的有限元静力及稳定性建模分析和有限单元类型的选取及计算方法,并以1.5MW某风力发电机塔架为例,对风力发电机塔架结构进行了静力分析和稳定性分析.得出塔的截面按照变截面来进行设计是合理的,分段式塔架是一种合理的结构,各段塔架所受应力不等;塔架稳定性取决于其一阶屈曲临界载荷,荷载作用下塔架的应力最大处并不一定就是其屈曲薄弱点,而应力较大且挠度较大的薄壁部位,是发生屈曲失稳的危险点.     

兆瓦级风力机塔架的有限元非线性屈曲分析

针对风力机运行中出现塔架倒塌问题,以底部有塔架门的风力机塔架为研究对象,基于压杆稳定理论和有限元屈曲分析原理,采用有限元分析软件ANSYS的非线性屈曲分析方法,对一个兆瓦级风力机塔架在轴向压力作用下的屈曲特征值和屈曲模态进行了分析计算。结果表明:塔架门的存在,会降低薄壁塔架屈曲临界载荷值,降低同种工况下塔架抵抗屈曲失稳的能力,且塔架门附近的最大等效应力明显增大,需进行强度校核。     

大型风力机塔架的静动态分析

基于有限元理论进行了600 kW风力机塔架的静动态分析。根据塔架的力学特性,首先讨论了模型的简化、载荷的计算和边界条件等问题。在静态分析中主要讨论了塔架在有无门洞时各种工况下的承载能力。在动态分析中,为了研究地基对结构的影响,假定在硬地基和弹性地基情况下,研究了塔架的前六阶频率和模态以及机舱和叶轮对塔架频率的影响。并对以上结果进行了对比,得出各种模型对分析结果的影响,为进一步研究奠定了基础。     

水平轴风力机塔架在不同工况下的模态分析

以1.5 MW风力机塔架为研究对象,通过对塔架结构的合理简化假设,利用ANSYS建立塔架的有限元模型,对塔架在有无基础、有无门洞4种工况条件下进行模态分析。对比分析门洞和基础对塔架固有频率和振型的影响,为下一步研究奠定基础。     

某雷达薄壁升降塔抗屈曲优化设计

采用有限元法对某雷达薄壁升降塔系统的屈曲问题进行了分析,针对底部塔架抗屈曲能力弱的问题,基于多学科优化软件Isight和有限元分析工具ANSYS建立了优化模型,采用多岛遗传算法对其进行了优化,并对比分析了优化前后塔架结构的抗屈曲能力和刚强度变化,结果表明,在保证结构刚强度基本不变的前提下,优化后底部塔架的抗屈曲能力提高了26%。     

大型门式起重塔架的稳定性分析

大型门式起重塔架由于工作高度超过百米,在水平风载的作用下,塔架结构体系的几何非线性效应十分显著.通过对塔架体系进行稳定性的非线性屈曲分析,验证了高空风载对塔架结构稳定性的影响,进一步分析了统风钢索对增强塔架结构整体稳定性的重要作用,并依此提出了改进方案;这些分析同时为塔架系统的设计及优化改进提供了理论依据.     

大型风力机塔架的模态与强度分析

针对大型风力机运行中塔架常见的倾斜、中间凸出、焊缝开裂等故障,利用ANSYS有限元分析软件和工程算法对其结构进行了动力特性、屈曲分析和焊缝的分析。通过塔架模态分析可以优化塔架设计,避免风机在正常工作时塔架与风轮发生共振;屈曲和焊缝分析能够保证塔架的刚度和强度满足极限工况的负荷要求,从而为塔架的结构设计提供最佳参数依据。     

直驱式抽油机圆筒形塔架的稳定性分析

基于ANSYS Workbench软件对某石油装备公司的新型高效节能20型直驱式抽油机塔架的稳定性进行了分析研究,建立了塔架的三维有限元模型,针对不同塔架管壁厚度模型和不同塔架联接方式模型分别进行分析计算,找出各模型的一阶临界载荷特征值及一阶屈曲模态振型,得到不同管壁厚度和不同联接方式对圆筒形塔架稳定性的影响规律,为该系列新型高效节能抽油机的塔架结构设计、塔架有限元分析提供方法思路,为后续塔架结构的优化设计分析提供必要的数值依据,并提高产品的核心竞争力。     

基于混合仿生设计的风力机塔架

本文为风力机塔架的混合仿生设计提供了一种方法。为提高风力机机组整体安全性，基于混合仿生设计方法，提取竹子竹节和问荆草茎截面特征，构造了由外塔筒、内塔筒、法兰盘（加强节）和加强肋板组成的两种仿生塔架（FS1和FS2）。运用ANSYS Workbench软件对比研究原型塔架和两种仿生塔架的静动态性能和屈曲稳定性。结果表明：内塔筒为圆形的FS1塔架力学性能更好。与原型塔架相比，FS1塔顶最大位移和门洞附近的最大等效应力分别降低了17.6%和23.83%,1阶固有频率和1阶临界屈曲载荷分别提高了5.2%和23.12%，充分证明仿生塔架FS1具有更好的抗弯性能和稳定性。     

600kW风力机塔架结构参数粒子群优化设计

探讨了一种风力发电机塔架结构参数优化设计方法。采用有限元方法对风力发电机塔架进行模态分析，得出了不同结构参数下塔架的固有频率；采用支持向量机建模方法，建立了塔架结构参数与固有频率之间的快速计算模型；引入粒子群优化方法优化了塔架结构参数。将该优化方法与正交优化和混沌优化的结果进行比较，表明了粒子群优化的优越性，并采用有限元方法对所建塔架结构进行了强度校核。     

飞机壁板结构稳定性分析

应用非线性有限元计算技术研究了加筋壁板结构试验件在受压状态下的非线性变形及稳定性特性,所得到的结果与试验吻合。为真实模拟机翼中的加筋壁板结构在空气动力作用下的稳定性问题,又针对典型机翼模型进行了更为细致的非线性屈曲分析。最后,将两次模拟结果进行比较,给出了根据结构的加载响应曲线判断结构的屈曲类型、结构的屈曲临界点以及分析结构后屈曲承载能力的方法。     

兆瓦级风力发电机组塔架的静强度及模态分析

利用大型有限元软件ANSYS建立了风力发电机组塔架的三维有限元模型,并分别进行了静强度分析和模态分析,准确计算出极限载荷下塔架的应力及塔顶位移,并得到了塔架的固有频率和模态振型.计算结果表明:该塔架整体结构满足强度要求,且在风力发电机组运行过程中塔架不会发生共振,从而为塔架的优化设计提供了依据.     

极端服役环境下的风电机组塔架结构参数优化研究

以大型风电机组塔架为对象,开展了极端服役环境下的塔架结构参数优化设计研究。采用壁厚分段式线性变化结构对塔架进行描述,介绍了基于BEM理论的风电机组气动载荷分析方法,运用有限元仿真分析塔架结构参数与极限载荷作用下的应力以及结构参数与固有频率的关联特性,采用支持向量机(SVM)方法分别构建了结构参数与应力、固有频率的快速计算模型。以质量最小为目标,强度、固有频率和边界条件为约束对塔架结构参数进行了设计优化,引入遗传算法(GA)进行优化求解。对某2MW风电机组塔架进行实例设计研究,结果表明优化后的塔架质量减小3.5%。      

大型风力发电机组塔架的静强度及模态分析

利用ANSYS有限元软件建立了大型风力发电机组塔架的有限元分析模型,分别进行了塔架的静强度和模态分析,计算出了塔架的固有频率和模态振型以及塔架在极限载荷下的应力和塔顶的位移。结果表明:该塔架结构满足强度要求,且风力发电机组在运行过程中不会与塔架发生共振,从而为今后塔架进一步的优化分析设计提供依据。     

基于有限元法水平轴风力发电机塔架的静态分析

利用有限元方法并借助于有限元分析计算软件对塔架进行静强度分析,精确地计算出在极限载荷情况下塔架的应力应变及位移状况,并且验证了塔架同时满足强度和刚度要求,为风力机塔架的结构动态设计提供有效的理论依据。     

内压作用下压力容器封头局部屈曲分析

采用有限元法分析了蝶形封头压力容器在内压作用下封头过渡区局部塑性屈曲问题。通过在内压作用下周向呈受压状态的局部区域引入以静力位移为基础的初始几何缺陷,采用由位移控制的RIKS算法计算跟踪载荷—变形情况,从而分析屈曲载荷和屈曲形态。计算分析了初始缺陷的幅值对所求得的屈曲载荷的影响,结果表明对于所提出的问题,屈曲载荷对初始几何缺陷比较敏感。在屈曲发生后随着加载过程的继续,在过渡区内屈曲区将逐渐增加,即逐渐出现多处皱褶。同时分析了设置多个分布缺陷的情况,与仅有一个缺陷的情况相比,结果显示当缺陷密度不是很密时,从加载初期到初始屈曲发生后的一定范围内,屈曲发生处的变形状态在两种情况下几乎一致,表明初始屈曲非常局部化。     

风力机塔架的动力学CAE分析系统开发

基于有限单元法,利用VC开发了ANSYS平台下的风力机塔架的有限元建模和动力学分析系统.在VC程序中使用APDL语言封装ANSYS,由系统生成的APDL数据文件直接驱动ANSYS进行塔架的动力学性能分析.通过和风力机全系统载荷分析及优化设计软件的集成,实现了从风场计算、气动载荷计算到结构动力学分析的一体化.计算结果的对比分析表明,本软件的计算模型正确,能很好的用于风力机总体设计过程中对塔架结构的动力学分析.     

仿真分析及其在塔架结构中的应用

随着CAE的发展,仿真分析得到了广泛的应用.利用数值模拟技术对某塔架结构进行了静、动态仿真分析.通过ANSYS软件计算得到了塔架在最大载荷下的位移、应力分布规律和危险点的位置,通过模态分析得到塔架的前五阶固有频率,校核了塔身的强度性能,为结构改进提供了理论依据.