基于Excel的风机塔筒门结构设计.pdf

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1、第55卷第5期V01．55No．5农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT＆VEHICLEENGINEERING2017年5月May2017doi：10．39694．issn．1673—3142．2017．05．020基于Excel的风机塔筒门结构设计宋双贺．华青松(266071山东省青岛市青岛大学机电工程学院)[摘要]塔架的稳定是风机安全运行的基础。塔筒门段由于形状的特殊性，受力的不均匀，应力比较复杂，因而是塔筒校核中比较关键的环节。介绍了基于GL规范用Excel编程对塔筒门的结构进行校核，并应用有限元进行深一步的验算。为塔筒的稳定性分析提供了很好的论证。

2、[关键词]塔架；门框；有限元；应力；载荷[中图分类号]TJ818[文献标志码]A[文章编号]1673-3142(2017)05-0088-03StructureDesignofWindTurbineTowerBasedonExceISongShuanghe，HuaQingsong(SchoolofElectromechanicEngineering，QingdaoUniversity，QingdaoCity，ShandongProvince266071，China)[Abstract】Stabilityofthetoweristhebasisofsafeoperationoft

3、hewindturbine．Asthesegmentofdoorframeisunshaped，withthestresscomplicated，itisthekeylinkstothecalculationofthetower．CalculationofthedoorframebyprogramminginExcelbasedonGLspecificationisintroducedindetail，it"salsocheckedbythemethodoffiniteelement，whichprovidesagoodargumentationtothestabilityan

4、alysisofthetower．[Keywords]tower；doorframework；finiteelement；stress；load0引言目前，风力发电技术已成为可再生能源领域技术最成熟，成本最低，对环境破坏最小的能源利用方式。是最具有经济竞争力的新能源类型[1]。风电机组塔架作为风力发电机组较为重要的组成部分．用以支撑轮毂和机舱，使得叶轮能够获得足够高度以便能得到更丰富的风资源，因而使得叶轮能够顺利运转。塔架是风机安全稳定运行的基础，其设计、制造水平将直接影响整个风力发电机组的性能。所以必须保证塔架的安全性[2-3]。塔架门洞由于受力不均匀，因而是塔架最容易受到损

5、伤的位置之--E4

6、。门洞的开设主要用于人员和部分设备的进出，因而门洞常设于塔基上方2In左右。为了增强塔筒门洞处的抗压弯曲性能，一般门洞的顶部和底部多采用圆弧过渡，门洞的边缘和塔筒壁垂直，通过焊接与门洞相连。由于门洞位置和形状的特殊性。因而该开孑L处较易出现应力集中，所以在整个塔架的屈曲校核完成后，需要对塔筒门洞开孑L处进行单独的校核。本文依据GL规范。通过Excel软件编程完成对塔筒门洞的强度校收稿13期：2016—11-13修回日期：2016—11-22核，然后对门洞处进行有限元的分析，从而评价出门洞的各项指标，并找出比较容易受到损伤的区域，从而改善门洞区域应力分布。在保

7、证风机安全稳定运行的前提下．节省材料。1塔筒门洞的参数1．1风机门洞模型的参数1．1．1轮毂高度本文中所讨论的机型为2MW—HH90塔架机组，塔架的高度为87m。1．1。2门洞处塔筒的直径和壁厚塔筒的门洞开孔处分布在塔架的底段，结合某风场的工况载荷，对风机塔架进行屈曲校核后得出底段门洞处的直径为4500mm，壁厚为45mm。1．1．3塔筒的门洞和门框的尺寸门洞的尺寸大小应适应人员的进出及小型设备进入塔筒内。具体的模型参照图1。1．2门洞的材料特性塔架材料为Q345低碳钢，其性能指标详见表1及表2。1．3塔筒门洞的校核依据GL规范，在没有增加纵向加固件而周第55卷第5期宋双贺等：

8、基于Excel的风机塔筒门结构设计89向边缘加固的开口区域，整体安全分析可以简化建模，使之成为完整的塔壁，塔筒门处所受到应力极限为％冠乒Cl×％冠厂DIN式中：％跗一DIN——根据欧洲标准DINl8800—4得出的弯曲应力[51；C。——开口处的缩减系数，其值可由C。--A。一Blx(，：／t)得出。A。和曰。的值可参照表3。≮‘‘、、≮时。图1塔筒门的参数模型Fig．1Parametricmodelofthetowerdoor表1材料的性能参数Tab．1Performanceparamet