依靠塔筒承压实现海上风机整体安装的结构稳定性研究

依靠塔筒承压来整体安装风机,塔筒受力后的稳定性与结构强度成为关键性问题。应用有限元软件ANSYS研究了风机塔筒受局部轴对称横压载荷、刚性约束下的非轴对称横压载荷作用下的结构稳定问题,分析了刚性约束和横压载荷的圆周分布对风机塔筒的极限屈曲承载能力的影响规律。风机塔筒受力时不能出现塑性变形,进而对风机塔筒在刚性约束下的应力进行分析。ANSYS计算与实验结果均得到大径厚比圆柱壳屈曲时已进入塑性变形,即其强度成为限制其受横压载荷的主要因素。合理分配约束与载荷,为采用刚性抱箍在塔筒上产生承载的摩擦力,进而为实现风机整体安装奠定了基础。     

基于ANSYSWorkbench的风力发电机塔筒模态分析

风力发电机塔筒的模态分析对于避免风机整体共振、提高其安全稳定性具有重要的意义。运用Pro/Engineer软件对塔筒进行三维建模,通过ANSYS Workbench软件对风力发电机塔筒结构进行模态分析和额定风速下的预应力模态分析,从而求解出风力发电机塔筒结构的模态参数,并得到塔筒的固有频率和振型特征,进而评价该风机塔筒的振动特性。     

风电塔架及工作平台结构优化

优化风机支撑塔架主体塔筒和塔筒内平台结构,基本塔筒段为模块化、标准件通用化结构设计理念,新型的钣金结构平台使风机塔架结构设计简单,制造容易,经济效益明显。     

巨型垂直轴风机塔筒安装载荷计算和强度分析

巨型垂直轴风机因其塔筒较高,结构细长,刚度和阻尼相对较小,在安装过程中由于风载作用容易产生较大的振动和变形,引起塔筒失稳破坏。采用ANSYS软件对巨型垂直轴风机塔筒安装过程进行了数值模拟,得出了七种工况下塔筒和牵绳的各种受力载荷,为优化结构和产品设计提供参考。     

风机塔筒风致振动的半主动控制研究

风机塔筒的振动控制技术一直是风能开发应用领域的关键技术之一,传统的被动控制技术控制效果不稳定鲁棒性差,在恶劣多变的风况环境中在结构稳定、宽频率、自适应能力好的振动控制技术能保证风电机组的高效运行。论文通过半主动控制方式对风机塔筒结构进行风致振动控制。根据主动最优控制算法LQR计算出主动最优控制力,然后按照限界主动变阻尼算法建立半主动控制算法,从而在不提供额外动力源的情况下实现主动最优控制。论文应用TMD主动变阻尼控制器建立TMD控制系统,并对风机塔筒的风致振动进行控制。最后通过对比风机塔筒结构在无控、被动控制、半主动控制作用下的PSD随机振动响应,发现半主动控制方式下风机塔筒结构的振动响应最小。结果显示:风机塔筒结构的半主动控制方式对于随机变化的风况具有一定的适应性,它的控制效果更加稳定且明显好于被动控制方式。     

风机维修起重平台抱钳与风机塔筒的适应性分析

用于风机维修起重平台上的上、下抱钳,通过粘接非金属减震摩阻橡胶材料,夹在风机塔筒外表面上.对抱钳内表面粘有的非金属减震摩阻橡胶材料的胶水的粘接效果进行分析,通过拉伸实验,得到非金属材料的粘接抗切向拉力的大小,得到实验力与时间的曲线图,并与非金属材料所要承受的实际拉力对比,对塔筒进行力学分析.利用有限元分析出塔筒在工况中的受力以及变形,从而验证抱钳粘接非金属材料与风机塔筒的适应性.     

FL1500型风机塔筒制造技术

介绍了FL1500型风机塔筒的构成和制造技术以及检测方法、涂装要领等，该技术对其他塔筒和类似结构件的制造具有指导和参考价值。     

基于应变模态的风机塔筒法兰螺栓断裂损伤监测研究

针对风力发电机塔筒法兰段螺栓断裂损伤的识别问题,以某型1.5 MW风机为例,对螺栓断裂损伤识别进行了理论推导、仿真分析和损伤识别指标修正研究。运用连续体振动微分方程法,建立了梁的振动微分方程和应变模态;利用ANSYS软件对风机塔筒进行了振动模态分析,并研究了不同螺栓断裂工况下位移和应变模态振型的变化;以应变绝对偏差作为损伤识别指标,通过数值模拟验证不同工况下的风机塔筒损伤识别效果。研究结果表明:不同损伤工况的位移模态振型无明显突变,而应变模态振型在塔筒法兰螺栓断裂处出现显著突变,应变类指标对损伤更加敏感;修正的应变绝对偏差损伤识别指标削弱了未损伤处高应变值干扰损伤识别的影响,提高了损伤识别的敏感度;基于应变模态的损伤识别可为大型风机塔筒的损伤监测和健康维护提供参考。     

基于VB和ANSYS的风机塔简参数化建模与分析

为了高效、快速地建立风机塔筒的有限元模型并对其进行有限元分析,对系列机型塔简模型的结构进行了全面的研究,采用ANSYS提供的APDL语言和命令流编程的方法,开发了一种风机塔筒的有限元参数化建模、分析及后处理程序,用可视化界面语言VB对其进行了封装。以塔简模型分析为实例,跟传统方法作对比,对该程序进行了验证。研究结果表明,该程序能够提高有限元模型的建模效率,缩短了塔筒的设计周期,并且简单实用,为类似问题的解决提供了一条新途径。     

海上风机整体吊装码头拼装技术研究

主要针对传统海上风机整机吊装的码头拼装及装船阶段,码头必须设置工装塔筒导致风机拼装及装船整体工序复杂化、工装塔筒造价高昂的问题,以珠海桂山海上风电场示范项目工程为例,研究海上风机整体吊装码头拼装技术。该新型拼装技术一定程度上提高了海上风机整体吊装码头拼装及装船的效率,且安全可靠,大幅度降低了工程的整体造价。     

基于模糊逻辑推理的风机塔筒半主动控制

采用基于模糊逻辑推理的半主动控制技术对风机塔筒进行风致振动控制,通过对塔筒结构实时的动力响应进行模糊逻辑推理,利用半主动控制算法调节调频质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)的阻尼系数,输出不同的阻尼力,对塔筒结构进行振动控制。通过Simulink软件进行半主动模糊控制系统仿真,结果表明,基于模糊逻辑推理的半主动控制比传统被动控制的控制效果更好,可以大幅降低塔筒结构顶端的位移响应。     

风力机塔筒在风-地震耦合作用下的非线性时程分析

为了研究一个典型的风力机塔筒在风-地震耦合作用下的结构性能。通过有限元软件ABAQUS建立塔筒的精细模型，并对其进行非线性时程分析。其中，风载荷基于IECKaimal谱，根据叶素动量理论(BEM)，由风力机载荷计算软件Ashes输出叶片载荷；且将运行状态分为正常运行与故障运行。同时，为了研究不同周期地震波作用下塔筒的结构响应以及失效形式，将地震运动分为两组，一组为短周期地震，另一组为长周期地震。研究发现在风-地震耦合作用下塑性铰首先出现在风力机塔分段连接处，这与风单独作用时失效位置相同；且在短周期地震作用下一旦形成塑性铰将很快导致塔筒整体倒塌；当地震波峰值加速度(PGA)相近时，长周期地震对运行中风力机塔的结构性能影响较大。     

钢及预应力钢筋混凝土风电塔筒模态分析

利用有限元法完成了钢塔筒和预应力塔筒的建模以及模态分析。分析中考虑了轮毂叶片质量偏心的影响,发现两种塔筒的前两阶模态都是侧向摆振,只有钢塔筒从第三阶开始发生了扭转变形。通过比较,在相同的风机型号和塔筒尺寸下,预应力塔筒的第一阶固有频率比钢塔筒大13%,即可以产生更大的位移并能承受更大的应力。此外,两个塔筒的第一阶固有频率均超过叶片激励频率10%,不会发生和叶片的共振,为预应力混凝土塔筒的工程应用提供了理论依据。     

混凝土风机塔筒灌浆区热分析、试验和温度远程监测

传统的钢制塔筒刚度差,由此造成风机年运转时间受限。混凝土塔筒刚度强、塔筒截面大,通常采用工厂分片预制,需要现场组对、灌浆,对灌浆区域的加热保温要求较高。通过ANSYS对灌浆区做热分析,并组织试验验证分析结果,同时在灌浆区预埋温度传感器,建设远程监控系统,实时查看并记录温度数据,分析加热效果。     

风电机组塔筒倾斜度测量方法探究

风力发电机组基础的施工是风机安装的关键环节,而连接风机基础与风机塔筒的基础环的水平度测量则是保证风机屹立不倒的关键中的关键。如何通过一种简便易行的测量装置获取准确、可靠的风机基础水平度数据,是每个风电工作者探索和追求的目标。鉴于此,通过对一种风机地基测量装置的开发与应用,来解决现有技术导致的多项缺陷和不足。     

紧急停机工况下风力发电机系统动态特性分析

以NREL 5-MW风力发电机为研究对象,综合考虑叶片和塔筒柔性、随机风载和控制策略,利用Simulink和FAST建立包含结构动力学和空气动力学的风力发电机系统耦合动力学模型。研究叶片卡死故障紧急停机工况下风机动态特性,分析停机时叶片参数对动态特性影响规律。结果表明:叶片卡死故障紧急停机工况下,塔筒底部受到较大反向冲击载荷,塔筒底部绕Y轴最大弯矩随故障叶片在停机初始时刻的方位角呈现周期性变化,变桨速度越大,风轮和塔筒底部受到的载荷也越大,停机时间越短;与正常停机工况相比,叶片卡死故障紧急停机时机舱X方向振动变大,其振动频率除了0.326 Hz塔筒前后(X-X)弯曲频率外,还出现0.668 Hz叶片一阶摆振频率,主轴俯仰力矩增大,塔筒底部绕Y轴最大弯矩及风轮最大推力减小。     

风电塔筒专用吊耳设计

伴随着风电事业在世界各国的发展,用于风电吊装的专用吊装工具也应运而生。但目前各风电公司并没有统一的吊装方案,尤其是针对作为风车基础的塔筒,即使是相同功率的风机也会因为机型不同存在很大的差异。因此,设计1种通用型的塔筒吊具显得尤为重要。     

关于降低塔筒升降机启停冲击力的研究

随着清洁能源风力发电的发展,我国风电装机容量呈现逐年增长态势,为了便于风力发电机组的维修,风机塔筒升降机逐渐取代助爬器等成为主要的维修配套产品。在保证使用安全性同时,用户对乘坐舒适性也提出了较高要求。主要分析乘坐舒适性的影响因素,并重点对塔筒升降机启停冲力进行研究,提出解决措施,通过试验验证,可提高乘坐舒适性。     

风机塔筒攀爬清洗机构附着技术的研究

以大型风力发电设备的风机塔筒为实际应用载体，结合风机塔筒的尺寸结构及特殊的外部环境，通过介绍以往各国研制的攀爬机构所应用的附着技术，对攀爬清洗机构的附着机理进行研究，并根据力学原理建立起附着受力的力学模型，在分析一些目前应用较多的附着技术及相关原理的基础之上，研究出一种应用附着技术的正六边环型框架丝杠机械夹紧机构，该机构采用环型双层框架结构，使机构的附着能力得到提升和稳定，利用丝杠连杆的伸缩来达到夹紧的目的。     

山西省机械工程学会工业炉专业委员会积极开展绿色制造活动

1、在锻造之乡的山西定襄，利用已成熟的技术改造脱硫设备，研讨CO2治理工作。将进口不锈钢塔筒用普加铸泥替代，用竹筒材代替不锈钢滤网，用Puc—n代替不锈钢管，用石灰代替碱，改塔后风机为塔前风机，解决了风机腐蚀问题．将成本15万元左右一台（用于锻造炉），降低到3万元一台。这样就解决了脱硫设备造价高，加重企业负担的难题，得到了中小企业欢迎，