三肢柱格構(gòu)式鋼管混凝土風(fēng)電塔架載荷計(jì)算及力學(xué)性能研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文碩士學(xué)位論文論文題目論文題目：三肢柱格構(gòu)式鋼管混凝土風(fēng)電塔架載荷計(jì)算及力學(xué)性能研究英文題目英文題目：StudyonMechanicalPropertytheCaculationofLoadoftheLatticeStructuredwindTurbineTowerinthreeleggedMadeofConcreteFilttedSteelTube學(xué)位類學(xué)位類別：工程碩士研究生姓研究生姓名：寧艦學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)：2014022423

2、學(xué)科學(xué)科(領(lǐng)域領(lǐng)域)名稱名稱：建筑與土木工程指導(dǎo)教指導(dǎo)教師：高春彥職稱職稱：副教授協(xié)助指導(dǎo)教協(xié)助指導(dǎo)教師：職稱：職稱：2016年6月14日分類號(hào)：分類號(hào)：TU398TU398密級(jí)：級(jí)：公開公開UDC：學(xué)校代碼：學(xué)校代碼：1012710127內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要現(xiàn)階段在國(guó)際風(fēng)電市場(chǎng)上，風(fēng)電機(jī)組大都采用錐筒式塔筒，但這種結(jié)構(gòu)形式應(yīng)用于單機(jī)大容量風(fēng)電機(jī)組時(shí)，存在尺寸過大、運(yùn)輸不便、材料利用率低和塔影效應(yīng)明顯（尤其對(duì)下風(fēng)向風(fēng)電機(jī)組）

3、的弊端，新型、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)輸便捷的風(fēng)電機(jī)組塔架形式亟待出現(xiàn)。但現(xiàn)階段，在我國(guó)國(guó)內(nèi)不僅對(duì)兆瓦級(jí)風(fēng)電機(jī)組塔架所受載荷來源、種類、計(jì)算方法等尚無明確規(guī)范，而且對(duì)風(fēng)電機(jī)組塔架設(shè)計(jì)合理性判斷標(biāo)準(zhǔn)也處于探索階段。有關(guān)風(fēng)電塔架設(shè)計(jì)的核心技術(shù)缺乏，創(chuàng)新能力不足。因此，編纂適合我國(guó)國(guó)情、擁有完全核心設(shè)計(jì)產(chǎn)權(quán)的“高雞腿啞鈴式”高聳結(jié)構(gòu)的載荷計(jì)算規(guī)范、機(jī)組設(shè)計(jì)規(guī)程以及探索新型格構(gòu)式鋼管混凝土塔架在風(fēng)電機(jī)組上的應(yīng)用具有重要意義。本文以某風(fēng)電場(chǎng)2MW風(fēng)電機(jī)組塔架為例

4、，根據(jù)國(guó)內(nèi)外三種風(fēng)電載荷計(jì)算規(guī)范，對(duì)比分析了風(fēng)電機(jī)組在不同工況下所受的載荷。應(yīng)用SAP2000有限元分析軟件，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架進(jìn)行了靜載分析、模態(tài)分析、動(dòng)力響應(yīng)分析等方面研究。研究結(jié)果表明，JBT規(guī)范和日本規(guī)范所給出的載荷計(jì)算結(jié)果相比BLADED計(jì)算結(jié)果，存在考慮工況不夠全面、荷載計(jì)算種類缺失等問題。BLADED計(jì)算結(jié)果中啟轉(zhuǎn)、正常發(fā)電、緊急停機(jī)工況下的載荷峰值與其余五種工況相比明顯偏大；啟轉(zhuǎn)工況下，塔頂載荷時(shí)程函數(shù)在仿真時(shí)間內(nèi)具有逐漸

5、增大的趨勢(shì)；正常發(fā)電工況下，塔頂載荷時(shí)程函數(shù)在仿真時(shí)間內(nèi)具有平穩(wěn)波動(dòng)的特性；緊急停機(jī)工況下，塔頂載荷時(shí)程函數(shù)在仿真時(shí)間內(nèi)具有突然減少的特性。模態(tài)分析結(jié)果表明，塔架一、二階固有頻率避開了葉片旋轉(zhuǎn)頻率與三倍旋轉(zhuǎn)頻率范圍，可以避免共振現(xiàn)象；靜力分析中，得到在啟轉(zhuǎn)工況下塔架頂部發(fā)生最大位移324mm，緊急停機(jī)工況下柱肢最大拉力為7099kN均小于位移限值與抗力。動(dòng)力分析中正常發(fā)電工況下塔架的最大位移達(dá)到446mm，仍小于位移限值。本文建議，當(dāng)風(fēng)