空间管桁架在±1 100 kV户内直流场中的应用研究

  [目的]  超高大跨度结构在电力行业应用越来越多,其结构选型对工艺适应性及安全经济性意义重大。  [方法]  通过±1 100 kV昌吉换流站直流场工程实例,介绍了超高大跨不规则特高压户内直流场结构选型过程。根据户内直流场工艺布置及荷载特点,详细阐述了该户内直流场采用空间管桁架结构方案技术优势、结构布置特点及工艺适应性,介绍该户内直流场结构整体计算及主要构件的设计计算结果,并同网架方案进行了技术经济对比分析,展望了空间管桁架结构在超高大跨度不规则电力建筑中的应用前景和注意事项。  [结果]  对比分析结果表明:空间管桁架结构为空间自稳定系统,结构安全性好,工艺适应性强,加工安装方便,造型美观简洁。  [结论]  对于超高大跨度电力建筑可以优先考虑选用空间管桁架结构方案。     

热循环下太阳电池板单元结构热应力演变规律研究

利用MSC.Marc大型通用软件研究了热循环条件下太阳电池板单元结构热应力分布及演变规律。结果表明:被粘接层正应力极大值位于结构中点,极小值出现在结构两端;胶层剪切应力极大值位于结构两端,极小值出现在中点;聚酰亚胺薄膜层取得太阳电池板单元结构最大正应力,粘接聚酰亚胺薄膜与碳纤维复合材料的硅橡胶层取得结构最大剪切应力;结构在低温保温阶段的最大正应力及最大剪切应力远大于高温保温阶段的最大应力;太阳电池板单元结构的最大应力值随热循环次数的增加而增加。     

地震及风-浪载荷作用下大型10 MW桁架与单桩风力机响应对比研究

以某10 MW桁架式海上风力机为研究对象,基于p-y曲线和Q-z曲线描述柔性土壤与桩基间的相互作用,构建桁架及单桩风力机的有限元模型,研究2种结构在地震及风-浪载荷作用下的结构动力学响应及承载特性。结果表明：桁架及单桩结构在风-浪载荷作用下,塔顶做偏心往复运动;地震的作用导致单桩结构塔顶侧向扰动偏心更严重,但桁架结构扰动幅度更大且应力卸载更快;桁架结构相较于单桩结构更稳定,但需要对局部承载压力部分进行降载。     

发动机活塞设计

介绍了活塞设计中应当注意的事项及基本思路,包括活塞材料、基本尺寸,头部结构对热负荷的影响,头部结构对漏气、机油消耗的影响,燃烧室喉口设计对结构强度的影响;活塞销座及销孔设计对变形、承载能力的影响;活塞裙部的形线、热变形、控制变形的方法,提高抗拉缸能力的设计方法;还介绍了活塞热负荷和冷却方式的关系及结构等。     

发动机活塞设计

介绍了活塞设计中应当注意的事项及基本思路,包括活塞材料、基本尺寸,头部结构对热负荷的影响,头部结构对漏气、机油消耗的影响,燃烧室喉口设计对结构强度的影响;活塞销座及销孔设计对变形、承载能力的影响;活塞裙部的形线、热变形、控制变形的方法,提高抗拉缸能力的设计方法;还介绍了活塞热负荷和冷却方式的关系及结构等。     

基于拓扑优化的海上风电机组三脚架结构设计

为实现海上风电机组支撑结构的轻量化设计,提出基于拓扑优化的海上风电机组三脚架结构设计方法。首先,以结构柔顺度最小化为目标设置体积比约束,基于变密度法实现三脚架结构的概念设计;然后,以拓扑优化结果为依据,通过删除参考结构的水平连杆及增加斜支撑与中心主筒厚度的方式实现三脚架结构的重构;最后,从固有频率、极限强度及疲劳强度3个方面验证优化结构的可靠性及有效性。结果表明:与参考结构相比,优化结构在满足静动态和疲劳设计要求的同时实现了结构大幅减重,充分证明了所提拓扑优化方法的可行性及优越性。     

“马蹄莲”形高层组合结构的动力特性及地震响应分析

为分析“马蹄莲”形高层组合结构的动力特性及地震响应,以武汉未来科技城为例,建立了“马蹄莲”形主塔楼高层组合结构的三维有限元模型,分析了结构的动力特性,得到结构的固有频率及自振周期,给出结构前四阶振型,并采用时程分析法研究了塔楼整体的三维地震响应及组合结构的薄弱部位。结果表明,塔架结构为组合结构整体的薄弱部位;x方向为组合结构体系抗震弱方向;人工波作用于结构抗震弱方向的楼层间最大侧移与层高之比(Δu/H)小于规范限值,为复杂组合结构的设计和施工提供了可靠保证。     

风电机组装配式超高钢混塔筒刚度鲁棒性分析

装配式超高钢混塔筒在设计阶段往往过度关注局部构件的承载能力及安全裕度,忽视了装配式结构存在的整体性、刚度及抗震性能差等问题。为找到对整体结构刚度影响大的接触面并加固处理,在局部构件满足承载力要求的前提下须对整体结构刚度鲁棒性进行分析。文章选取分段式和分片式两种不同技术路线的140 m高钢混塔筒结构形式进行分析。首先,对这两种钢混塔筒结构进行模态分析,获取初始前6阶自振频率;其次,计算结构单一接触面分别部分失效情况下的自振频率,获得接触面的重要性排序;最后,计算接触面按重要性逐一失效情况下结构最终的鲁棒值。结果表明:分片式钢混塔筒结构刚度鲁棒性优于分段式钢混塔筒;在混凝土段高度1/6,1/2及5/6附近(从底到顶)要避免设置接触面或设置加强连接措施。     

基于大产能的管式PECVD设备推舟机构的结构优化与仿真研究

对管式PECVD设备推舟机构的现有结构进行优化设计,利用ANSYS软件对优化后的结构进行仿真分析,从而获取大产能条件下各组成部件形变最小时的推舟机构结构.首先,对固定座组件结构进行优化;然后,在固定座组件优化后的基础上,对碳化硅杆结构进行优化;最后,在采用优化后的固定座组件及碳化硅杆结构基础上,通过对光轴直径、碳化硅杆...     

基于双向流固耦合的海上风力发电塔架风致响应特性分析

针对海上风力发电塔架风致响应特性,利用有限元分析软件Solidworks建立塔架叶片耦合结构模型进行模态分析,分析各个振型形成的原因及影响。结合Davenport脉动风速谱,利用双向流固耦合法,对塔架叶片耦合结构进行动力学参数变化分析,并在耦合结构作用下,对塔架及叶片进行位移变化分析。结果表明:耦合结构的第一阶振型为叶片前后弯曲,塔架无明显变化;耦合结构的第二阶振型为叶片垂直摆振,与扭转变形相耦合,塔架最大水平位移为0.58 m,塔架的水平位移无规则变化,变化幅度较大;耦合结构的第三阶振型为叶片俯仰挥舞,与叶片弯曲振型相耦合;塔架叶片耦合后的叶尖位移偏移量呈脉动性变化,塔架的惯性矩较小。该结果为海上风力发电塔架运行过程中动力学参数的变化及状态监测提供参考。     

海上漂浮式风力机支撑结构疲劳寿命研究

根据统计资料,得到IEC规范要求的目标海域各工况的风浪联合概率分布参数;首先对支撑结构进行总体强度分析,得到疲劳热点位于塔架与浮体连接处;然后对风力机整体结构进行耦合动力分析,计算得到疲劳热点在风浪联合作用下的载荷时间历程;最后基于S-N曲线、雨流计数法及Miner线性累积损伤理论计算结构在各工况下的疲劳损伤,估算出支撑结构的疲劳寿命。结果表明,支撑结构疲劳寿命满足规范要求。     

风力机气动-结构仿真平台构建与计算

为在研究大型风力机气动性能的同时考虑其结构动力学特性,基于开源计算流体力学软件OpenFOAM及气动-水动-伺服-控制软件FAST,并结合致动线方法（Actuator Line Method,ALM）实现风力机叶轮周围流场信息与结构响应间的数据交换,最终完成风力机气动-结构仿真平台FASTFOAM构建。通过该平台计算了风场中两台串列布置5 MW风力机的气动性能及结构动力学特性。结果表明：FASTFOAM平台能够快速计算出风力机的功率输出、结构响应及流场信息;风力机尾迹在发展过程中可持续与周围流场进行能量交换而使其速度亏损得以弥补;下游风力机受上游风力机尾迹影响严重,输出功率只有上游风力机的21.05%,且结构动力学响应与上游风力机不同;上游风力机和下游风力机叶轮的主要刺激频率分别为0.16和0.15 Hz。     

从热工学角度探讨国产吸收式制冷机的发展方向

该文从热工学角度探讨了目前我国溴化锂吸收式制冷机整机热力循环及各热质交换设备性能、结构等方面存在的问题;在整机循环方面,指出实现各设备的合匹配、发展新的结构流程及增加新品种、新规格的机组为进一步的发展方向;在各设备性能、结构方面提出应加强吸收机理研究以及表面活化剂、高效强化管的应用研究。     

海上风力机多场平台构建及地震动力学研究

为研究大型海上风力机在地震、湍流风、波浪及海流等复杂环境载荷作用下的动力学响应,建立了考虑多环境载荷和土-构耦合效应的精细支撑结构有限元模型,并基于模态法验证了有限元模型的精度和考虑土-构耦合效应的必要性,同时研究了大型风力机的结构响应。结果表明：结构的动力特性受土-构耦合效应影响显著;在地震载荷作用下,结构多个自由度响应激增;由于湍流风、波浪及海流载荷作用,导致支撑结构受外载荷形成阻尼效应影响更为显著;在研究地震动力学响应时,湍流风载荷、浪流载荷不可忽略。     

静水及波浪中四筒型基础的动力及运动特性研究

以四筒型基础为研究对象,通过模型试验和数值模拟的形式对影响结构静水和规则波浪中动力及运动特性的因素进行分析。结果表明：MOSES能较好地预测结构在静水中的动力特性以及波浪中的运动响应的变化趋势;结构摇荡运动的附加质量系数取值在1.4~1.6之间,大于船舶动力学的建议值1.2;随着吃水的增加,结构的垂荡运动呈增大趋势,但结构的摇摆运动呈下降趋势;随着水深的增加,结构的摇荡运动呈下降趋势,即浅水可增强结构的竖向运动。     

二次再热超超临界锅炉刚性梁安装质量控制

锅炉刚性梁是稳定炉膛及烟道的重要结构,具有降低炉膛及烟道震动、提高炉膛及烟道抗冲击的能力;刚性梁的安装质量是锅炉安全可靠运行的重要保证。本文主要介绍超超临界二次再热锅炉刚性梁的结构及原理,安装中的注意要点、难点。     

水介质中尾部锯齿结构叶片数值计算

为了验证将空气动力学中翼型部件采用的锯齿形尾部结构引入到水力机械翼型部件中的可行性,建立了NACA0012型对称型叶片的几何模型,并在此基础上建立了尾部带锯齿的NACA0012型叶片修改模型,利用数值计算方法计算了在入流速度10 m/s下带锯齿与不带锯齿的NACA0012型叶片在0°及10°攻角下的流场数据及压力脉动数据。计算结果表明,锯齿形边缘结构在攻角为10°时能有效减小叶片尾部、背水面的脱流及尾迹中的漩涡和流场中的水力振动,锯齿结构改善叶片水力性能效果显著;而攻角为0°时流场中水力振动轻微增加。由此说明,锯齿结构可起到改善水介质中翼型部件水力特性的作用。     

导管架式海上风电机组参数敏感性分析

针对导管架式海上风电机组结构,构建了包含整个支撑结构的比较完整的风电机组模型,并对所建模型的动力特性进行了数值模拟。分析了导管架主桩桩径及壁厚,导管架斜撑桩径及壁厚,泥面横撑桩径及壁厚,泥桩桩径及壁厚等8个参数在较小的变化范围内对结构各阶频率的影响。研究结果表明:在上述参数较小的变化范围内,导管架主桩半径和壁厚以及泥桩壁厚的改变对结构各阶频率产生的影响非常小;模型的三阶频率随导管架斜撑半径和壁厚的增大而增大的现象会较其他频率明显很多;结构的4,5,6阶频率随泥面横撑的半径和壁厚增大而增大的现象会较1,2,3阶频率明显,但总体变化不大;在泥桩半径变化范围较小的情况下,结构的各阶频率随泥桩半径的增加而发生较其他参数都明显的增大的变化;在满足安全稳定的前提下,当桩径变化率为25%时,模型4,5,6阶频率的变化率分别为13.9%,17.4%,17.3%。该研究成果可为海上风电机组结构和平台安全保护提供重要依据。     

吉林省电网电源结构的研究

摘要： 在分析了吉林省电网结构在电力体制改革后形成的不合理结构的基础上,针对具有一定容量规模的电网,提出了电网中多种电源结构合理匹配数学模型;并根据该数学模型,结合吉林省电网电源结构现状分析了目前吉林省电网电源的合理匹配性及原因,最后提出了吉林省未来电源布置原则及发展方向。     

筒型基础预应力过渡段结构传力特性研究

复合筒型基础是目前应用于海上风电工程中的一种新型基础型式,过渡段结构作为一种连接筒基和塔筒的结构形式在整个基础结构的传力体系中起到关键作用。基于大型有限元软件ABAQUS,建立2种典型的过渡段结构型式,具体分析不同过渡段结构在单调荷载及复合荷载作用下过渡段结构的应力响应及传力特性。计算结果表明:单调水平或竖向荷载作用下,带分舱板的钢筒直线型过渡段模型受力均匀,过渡段结构表现出更好的综合传力特性;单调弯矩荷载作用下,带分舱板的钢筒弧线型过渡段模型受力均匀,过渡段结构表现出更好的综合传力特性;复合荷载作用下,带分舱板的钢筒弧线型过渡段模型受力性能最好,过渡段结构的传力性能最优。