【正文】 風(fēng)電塔筒受力模型分析研究 風(fēng)電塔筒受力模型分析研究畢業(yè)論文目 錄第一章 緒論 .............................................................11．1 選題背景 ........................................................11．2 風(fēng)力發(fā)電發(fā)展?fàn)顩r ................................................21．2．1 世界風(fēng)力發(fā)電發(fā)展?fàn)顩r .......................................21．2．2 我國(guó)風(fēng)力發(fā)電發(fā)展?fàn)顩r .......................................31．3 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔筒的研究現(xiàn)狀 ......................................41．3．1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔筒概述 .......................................41．3．2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔筒的研究現(xiàn)狀 .................................51．4 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔筒的設(shè)計(jì) ..........................................91．5 本研究的意義及研究主要內(nèi)容 .....................................101．5．1 研究意義 ..................................................101．5．2 本文主要研究?jī)?nèi)容及安排 ....................................12第二章 塔筒受力模型的建立 ..............................................142．1 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化 .......................................................142．2 材料屬性 .......................................................152．3 材料的本構(gòu)關(guān)系 .................................................15第三章 塔筒的受力分析 ..................................................173．1 各工況下風(fēng)荷載計(jì)算 .............................................173．1．1 確定分析工況 ..............................................17蘭州理工大學(xué)本科畢業(yè)論文i3．1．2 風(fēng)荷載計(jì)算 ................................................193．2 塔筒所受主要載荷 ...............................................233．2．1 極限載荷 ..................................................233．2．2 風(fēng)切變 ....................................................233．3 在塔筒坐標(biāo)系中各載荷的計(jì)算 .....................................243．4 塔筒受力分析實(shí)例 ...............................................27第四章 塔筒的屈曲分析 ..................................................294．1 穩(wěn)定性的計(jì)算方法 ...............................................294．1．1 失穩(wěn)的類型 ................................................294．1．2 特征值求解方法 ............................................294．2 塔筒的屈曲分析 .................................................304．2．1 屈曲分析概述 ..............................................304．2．2 塔筒屈曲分析計(jì)算 ..........................................314．3 塔筒在極限載荷情況下 的穩(wěn)定性分析 ...............................32第五章 塔筒的優(yōu)化設(shè)計(jì) ..................................................335．1 優(yōu)化設(shè)計(jì)概述 ...................................................335．2 優(yōu)化設(shè)計(jì)要素 ...................................................335．3 優(yōu)化設(shè)計(jì)流程 ...................................................345．4 優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)例 ...................................................35第六章 結(jié)論與展望 ......................................................366．1 結(jié)論 ...........................................................366．2 展望 ...........................................................36參考文獻(xiàn) ...............................................................38外文原文 ...............................................................41外文翻譯 ...............................................................64致 謝 ...............................................................83風(fēng)電塔筒受力模型分析研究 風(fēng)電塔筒受力模型分析研究 摘 要塔筒是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主要支撐裝置，它將發(fā)電機(jī)與地面聯(lián)接，為風(fēng)輪提供需要的高度。該結(jié)構(gòu)體系一直以引進(jìn)國(guó)外的設(shè)計(jì)為主，國(guó)內(nèi)沒有統(tǒng)一的風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒設(shè)計(jì)規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)。隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒的大型化發(fā)展，作用在塔筒上的風(fēng)載荷的交變性和隨機(jī)性將更為明顯，因此，有必要對(duì)風(fēng)電塔筒結(jié)構(gòu)及受力進(jìn)行詳盡的分析，是發(fā)展風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ)研究工作之一。本文 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組錐筒型塔筒為研究對(duì)象，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組錐筒型塔筒的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化，在塔筒坐標(biāo)系中計(jì)算塔筒所受的主要載荷，對(duì)塔筒進(jìn)行簡(jiǎn)單的受力與屈曲分析，然后以塔筒壁厚為設(shè)計(jì)變量，塔筒質(zhì)量為目標(biāo)函數(shù)，對(duì)該塔筒的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了初步探討。研究表明：對(duì)塔筒進(jìn)行受力與屈曲分析應(yīng)重點(diǎn)考慮切出風(fēng)速工況的影響；門洞對(duì)塔筒基底應(yīng)力、塔頂位移以及固有頻率的影響很小，而對(duì)發(fā)生失穩(wěn)破壞的影響較大，因而在進(jìn)行塔筒屈曲分析時(shí)不能忽略門洞的影響；優(yōu)化后節(jié)約鋼材量可觀，該類型塔筒有進(jìn)一步研究的和進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的必要。關(guān)鍵詞：塔筒，水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，受力分析，屈曲因子，優(yōu)化設(shè)計(jì)蘭州理工大學(xué)本科畢業(yè)論文IABSTRACTThe tower is a main support equipment of wind turbine．It joins the generator and the ground and provides altitude for the impeller．The design of the structure system has been introduced primarily from the overseas．There is no unification design regulations standard for wind turbine tower at home yet．Along with the maximization of wind turbine tower，the role of the tower’s wind load variability and randomness of the cross will bee more evident，therefore，it is necessary to carry on the exhaustive analysis for the windward electricity tower structure and force ,the analysis is one of the important basic research．The taper cylinder tower of some approved wind generator set of one wind electric plant was taken as the object of study, For the taper cylinder tower, simplify the structure of the tower drum coordinates calculation by tower drum, the main load of simple tower drum of the stress and the buckling analysis and the stress and the flexure analysis to the tower； Finally ,the tower wall thickness and the tower mass as the constraints，the design variable and the objective function．The research indicated：the influence of the cutout wind speed work condition should be the key consideration when carries on the stress and the flexure analysis to the tower； the influence to the tower basis stress，the displacement in the tower top as well as the natural frequency is very small，but the influence to the buckling destroys is big，thus the influence of the door opening cannot be neglected when carries on the tower flexure analysis；After the optimization，it is considerable to save the steel products quantity．There is the necessity for this type tower to carry on further research and the optimization design．Key Words：Tower，Horizontal axis wind turbines，Stress analysis，Buckling factor，Optimization design風(fēng)電塔筒受力模型分析研究 0 第一章 緒論1．1 選題背景能源是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈，能源問題作為關(guān)系到世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生存環(huán)境的重大問題正日益受到世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。隨著世界經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)能源的需求也日益俱增。傳統(tǒng)的石化能源如煤、石油、天然氣的開發(fā)和利用在一定程度上滿足了生產(chǎn)發(fā)展和人們生活的能源需要，但是，對(duì)這些不可再生資源的掠奪性開采和過度利用已經(jīng)在全球范圍內(nèi)造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)環(huán)境惡化等問題。在能源需求量不斷增加和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的雙重壓力下，以保護(hù)為目的的新能源研究為能源利用領(lǐng)域開創(chuàng)了新天地。而作為一種主要的可再生能源，風(fēng)能的開發(fā)和利用在新能源研究中一直被廣泛關(guān)注 [1]。風(fēng)能是可再生能源中發(fā)展最快的清潔能源，也是最具有大規(guī)模開發(fā)和商業(yè)化發(fā)展前景的可再生能源。人類早在遠(yuǎn)古時(shí)代便開始利用風(fēng)力，但發(fā)展緩慢。20 世紀(jì) 80年代以來(lái)，世界風(fēng)電裝機(jī)容量迅猛增長(zhǎng)。21 世紀(jì)是高效、清潔和安全利用新能源的時(shí)代，世界各國(guó)都在做這方面的努力，都在把能源開發(fā)利用作為關(guān)鍵科技領(lǐng)域給予關(guān)注。這中間，風(fēng)能將成為主要角色，為 21 世紀(jì)的人類服務(wù)。在新能源領(lǐng)域風(fēng)力發(fā)電技術(shù)比較成熟，商品化大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量已由 80 年代初期的幾十千瓦發(fā)展到 1MW 以上，隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組逐漸向