大型风力发电机组直锥形钢塔筒设计研究

《大型风力发电机组直锥形钢塔筒设计研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学校代码10530学号201089010250分类号TM315密级公开硕士学位论文大型风力发电机组直锥形钢塔筒设计研究学位申请人蒙宣伊指导教师龚曙光教授学院名称机械工程学院学科专业机械工程研究方向结构设计二○一五年六月五日DesignofRaightTaperTowerforLargeWindTurbineCandidateMengXuanyiSupervisorProf.GongShuguangCollegeCollegeofMechanicalEngineeringProgramMechanicalEngin

2、eeringSpecializationStructureDesignDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDate2015-06-05湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加示注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承

3、担。作者签名日期知／月知学位论文版权使用授权书、本学位论文作者完全了解学校有关保留使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅巧借阅。本人授权湘潭大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、，可Ｗ采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。Ｔ作者签名／案种曰期：耗／月日ｊ＂导挪签刖月：年若曰Ｙ摘要摘要风力发电作为清洁可持续发展新能源受到人们的关注。塔筒是风力发电机组中的主要

4、支承装置，其刚度、强度、稳定性和疲劳等性能决定了风机发电的性能。本文利用ANSYS有限元软件针对大型风力发电机组直锥形钢塔筒模态和焊缝强度进行分析，为大型风力发电机组直锥形钢塔筒结构设计提供指导。研究讨论风力发电机塔筒的设计要素。首先塔筒模态进行分析研究；另外对风机塔筒安全性能评估方法进行分析研究，主要在塔筒焊缝强度评估、塔筒焊接段结构屈曲分析和连接件强度评估方法的研究。塔筒模态研究主要是尽量得到风力发电机组塔筒在风机机头质量影响下的自振基频，为了避开风力发电机组正常运行中的叶轮转动激励，以免引起风力发电机组塔筒

5、共振。本文模态研究主要采用Block-Lanczos方法，并结合数值模拟方法进行，模拟过程中塔筒模型采用壳单元，风力发电机组机头部分用点质量代替，计算过程中用弹簧单元来模拟地基刚度。风力发电机组塔筒安全评估按结构形式分为塔筒焊缝强度评估、塔筒焊接段结构屈曲强度评估和连接件强度评估。塔筒焊缝分为塔筒筒体焊缝和塔筒门框焊缝。塔筒屈曲强度评估根据塔筒结构特点按照薄壁圆筒屈曲理论来研究。塔筒连接件即连接塔筒段的法兰和高强连接螺栓，连接件强度评估分别考虑法兰强度和高强连接螺栓的强度。关键词：风力发电机，塔筒，有限单元，强度

6、IAbstractAbstractWindpowerisanewpowerwithgreenhasfocusedbymanypeopleintheworld.Toweristhesupportstructureofthewindturbine.Itsstiffness,strength,stableandfatiguestrengthofthetowerdeterminethepropertiesofthewindturbine.Inthispaper,theFEMsoftwareANSYSisusedtocal

7、culatemodeanalysisofthetower.Itcansupportthewindturbinetowerdesign.Researchthedesignspecificationsofwindturbinetower,themodeanalysisandcalculationisthefirst,theotheristhesafetystudyofthewindturbinetower,themaintaskisthetowerweldsstrengthcalculation,bucklingst

8、rengthoftowersectionandthestrengthofthetowerconnections.Thetargetofthemodeanalysisofthewindturbinetowerwithheadmassistogetthefirstvibrationfrequencyofthetower,toavoidtheexcitationofthewin