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風電機組塔筒的結構分析

2021-04-21 09:30:37

將圓臺沿橫向焊接成塔筒,塔筒內部設有爬梯和平臺,有些塔筒設有電梯,便于工人維修塔頂機組。塔身是封閉結構,能夠保證維修工人的安全,也能夠更好地避免纜線老化或破壞,延長使用壽命。圓筒式塔筒外形美觀,得到了廣泛應用。由于塔筒受載比較復雜,而且是組合部件,因此在進行結構分析時需要考慮的因素比較多。


由于自然風的風速和風向不斷變化,風的狀態也可能發生湍流等狀態的變化,因此塔筒在風載作用下的靜強度、疲勞強度和穩定性需要滿足要求。風脫離塔筒時狀態也會發生變化,由此產生的附加載荷引起塔筒發生振動或變形,此時塔筒的剛度和強度也需要滿足要求。


風電機組運行時風輪的轉動激勵塔筒振動,那么塔筒的固有頻率須避開激勵頻率,以防止因發生共振而破壞。塔筒的結構尺寸非常大,不適于用實驗的方法進行結構分析。隨著有限元方法的日益成熟及普遍應用,塔筒的結構分析多采用有限元法。


在一些規范標準中,對塔筒的細節分析也有理論計算的相關規定,無論用哪種方法,基本的分析內容主要包括模態分析、靜強度分析、疲勞分析、穩定性分析、橫振分析及細節分析。靜強度分析考察塔筒承受極限載荷的能力,是對結構強度基礎的檢驗。


在工程設計中往往以靜強度分析結果為參考,對塔筒整體尺寸進行改型設計。風電塔筒法蘭幾何模型,模型省略了一些附屬結構,比如爬梯、平臺、通風口等。這些結構的省略并不會影響分析結果的準確性,并且可以減少建模時間,提高工作效率。


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