基于塔筒力学性能的风机维修起重平台基本参数设计

目的分析风机维修起重平台对风机塔筒的影响,为平台基本参数的设计提供依据．方法通过对塔筒受力进行静力学分析,得到风机维修起重平台自质量和悬挂平台的缆绳合力方向对塔筒的影响;通过计算塔筒稳定性得到平台自质量的极限值;通过对塔筒进行动力学分析得到塔筒固有频率、模态和谐响应曲线．结果风机维修起重平台自质量和悬挂平台的缆绳合力方向与风机塔筒强度、总体变形成正比例关系;在限制风机维修起重平台自质量前提下,塔筒能够满足稳定性要求;在0～10Hz频率段内塔筒谐响应曲线出现两处波峰即产生共振的频率点．结论悬挂平台的缆绳合力方向与塔筒中心线之间的夹角须小于40°,平台自质量须小于78t,各部件固有频率应避开塔筒各阶固有频率区域,分析结果对风机维修起重平台的基本参数设计工作有重要意义．     

雷暴冲击风作用下风力发电机动力响应参数

为了研究移动雷暴冲击风的时域特征及其作用下风力发电机动力响应参数的特点,利用谐波叠加法模拟得到移动雷暴冲击风的风速时程;建立考虑叶片和塔筒耦合作用的风机结构有限元模型,得到沿塔筒高度方向加速度、位移、截面应力、剪力的响应分布规律;考虑风机停机状态下不同叶片的停摆角度,进一步分析叶片及塔筒的加速度、位移响应;考虑不同风向角对风机影响,分析动力响应的频域特性,给出振型参与系数、塔顶位移及加速度和塔底弯矩的幅值随频率的变化规律。研究表明,移动雷暴冲击风的风速时程包括2个明显的波峰(0～T/3、T/3～T/2),不同叶片停摆角下位移响应峰值的变化与所在位置高度密切相关,雷暴冲击风荷载频率和一阶主频(0.230 Hz左右)对结构位移和截面弯矩幅值影响明显。     

基于ABAQUS的焦炭塔风载荷分析

风载荷是一种随机载荷,能够引起焦炭塔的振动。为研究风载荷对焦炭塔强度的影响,利用ABAQUS对焦炭塔进行了风载荷的动态分析,考察了载荷加载过程与卸载之后结构的动态响应。结果表明,在风压作用下,最大节点位移出现在塔体顶部,最大值为0.79mm,最大应力出现在裙座固支端附近的节点处,最大值为3.26MPa,不会引起结构的失效;在加载与卸载后的一段时间内,结构沿载荷作用方向产生频率为10Hz的振动,在外载作用下容易引起结构的共振,造成结构的破坏失效。因此,在焦炭塔的设计及运行中必须充分考虑。     

基于Workbench的直齿轮模态与谐响应分析

为提高齿轮的接触性能,降低齿轮的失效形式,避免轮齿啮合过程中产生共振现象,利用三维建模软件Proe/E进行齿轮的参数化建模及装配仿真,保存副本IGES格式,利用Proe/E与Workbench接口导入到Workbench中,对啮合齿轮实体模型进行模态分析与谐响应分析。通过模态分析,研究啮合齿轮的固有振动特性,得到啮合齿轮前8阶振动固有振型与固有频率,进一步分析共振频率,避免发生共振现象。研究齿轮谐响应分析,在不同频率载荷激励下,得到齿轮啮合的频率响应曲线,分析静态负载、模态负载及阻尼对谐振响应的影响。     

风电机组混合型塔筒静强度分析与模态分析

为了分析新型风电机组塔筒结构的静强度性能和低阶模态频率特性,分别对传统型、加筋型和混合型三种结构塔筒进行有限元建模,对比分析三种塔筒的静强度性能和低阶模态频率.仿真结果表明,混合型塔筒等效应力极值和刚度较传统型塔筒有所增加,低阶模态频率较其他两种类型塔筒有所提高.混合型塔筒在壁厚和材料的约束下具有更好的刚度,其结构使得刚性设计转速有所提高,有利于塔筒刚性模态设计.     

双曲冷却塔的脉动风荷载模拟和风致响应

采用线性滤波法中的自回归模型(AR)法对冷却塔表面空间相关的多点脉动风压时程进行模拟,分析脉动风压在时域和频域上的分布特征,发现准定常假设不够准确.同时采用有限元方法对冷却塔的自振频率分布和模态特征进行讨论,发现冷却塔的自振频率较为密集,前40阶自振频率为1.0～2.2Hz.通过冷却塔在脉动风压作用下的瞬态响应分析,得到冷却塔各响应的时域和频域特征,描述响应中的背景分量和共振分量的分布特点,并探讨AR法中采样间隔的合理取值.通过对有限元瞬态分析的结果分析指出,风致位移响应在塔身颈部附近达到最大,Mises应力响应则在塔底附近达到最大值.     

风力发电机塔筒结构静力特性探析

以2 MW风力发电机组塔筒结构为研究对象,对塔筒在极端工况下的静态特性展开分析,利用SolidWorks软件对塔筒结构进行三维几何建模,导入有限元软件中,对塔筒在极端风速模型中进行静力分析,得到塔筒各轴向上以及整体的位移和应力分布情况。结果表明：极端风速模型中,塔筒各轴向上最大位移出现于X轴,达到715.86 mm;最大应力出现于Z轴方向,达到135.26 MPa。塔筒的整体位移和应力均符合工程规范要求,可为塔筒结构设计制造提供参考。     

塔式起重机起重臂的振动分析及响应计算

利用ANSYS有限元方法对塔式起重机起重臂的建模和约束处理作了探讨.并在此基础上以QTZ63塔式起重机为例,对起重臂进行了模态分析、谐响应分析及受到冲击荷载作用时的瞬态响应分析.得到了起重臂的模态振型、位移响应曲线和应力云图,并就获得的结果进行了分析.     

输电工程双平臂抱杆动力性能分析

双平臂抱杆是输电塔组立的主要起重设备.为了研究双平臂抱杆的动力性能,应用ANSYS有限元软件建立了双平臂抱杆的参数化数值模型,通过模态分析计算得出了前10阶自振频率,并分析了各阶振型对结构的影响;采用完全法对双平臂抱杆进行谐响应分析,得到了抱杆在受不同方向激励时平臂端部节点和杆顶节点的位移响应曲线,得出第六阶自振频率对双平臂抱杆动态性能影响最大;通过对实际工作状态下的双平臂抱杆进行瞬态动力学分析,得到了不同吊点位置下杆身标准节和双吊臂的最大应力响应曲线以及关键节点的位移响应曲线,进而分析结构在动态冲击荷载作用下的影响规律,建议抱杆在突然卸载工况下标准节和起重臂的冲击系数分别取1.1和0.6.     

压电材料矩形板的热振动分析

为保证压电材料结构在高温环境中安全工作,以压电材料矩形板为研究对象,根据弹性力学有限变形基本理论推导出了其在外激励和恒定温度场共同作用下的振动方程和协调方程.利用Bubnov-Galerkin原理,并引入瑞利阻尼得到热振动的非线性动力学方程.进一步运用多尺度法求得矩形板主共振时的幅频响应方程和相频响应方程.用ANSYS软件进行模态、谐响应及瞬态动力学分析,讨论了温度对横向位移的影响,分析了速度、加速度和最大应力值的变化规律以及最大应力的出现位置,结果表明温度升高和长宽比减小都会使系统的固有振动频率减小,且前者使弯曲挠度增大,后者使弯曲挠度减小.     

平均风速对海上风力机塔架动力响应的影响

以海上风力机塔架为研究对象,给出了考虑几何非线性的塔架结构控制方程,采用SolidWorks软件完成了塔架三维建模,基于ANSYS软件进行了有限元网格的无关性验证。计算并分析了不同平均风速下塔架的位移和Mises应力响应,揭示了塔架最大位移和最大Mises应力随平均风速变化的规律。这可为风机塔架的运行安全和可靠性设计提供指导。     

风力发电机锥筒型塔架的模态分析

应用SAP2000有限元分析软件对某定型风力发电机组塔架建模并进行模态分析,研究了有无门洞两种塔架的固有频率及其与风轮转动频率的关系,通过对塔架固有频率影响因素的探讨,得到了一些基础性结论.分析表明：塔架的固有频率每两阶基本相等;门洞对塔架固有频率的影响很小;塔架一阶固有频率与机头质量基本呈线性关系递减;能否引起塔架与风轮激励的共振主要取决于塔架的低阶频率.研究成果可为风力发电机锥筒型塔架的设计提供参考.     

基于反馈控制策略的陆上与海上风力机塔架前后振动控制效果分析

塔架在受到风轮、机舱、自身重力以及各种风况和海况下的载荷作用时会出现振动幅度过大的情况,这可能导致塔筒倒塌、发电功率波动变大等恶劣事故的发生。为得到良好的控制塔架前后振动的效果,采用适合的控制策略是关键。文章分别对美国可再生能源实验室(NREL)提供的陆上和海上5 MW风力机塔架的前后振动采用反馈控制策略进行仿真模拟。仿真结果表明,在相同的控制策略下,陆上风力机的塔架前后振动能够得到很好的抑制,而对于海上风力机来说这种控制策略的效果并不明显。对于海上风力机塔架的前后振动问题还需要考虑其他控制策略。       

风力机结构多重调谐质量阻尼器振动控制对比

单调谐质量阻尼器(STMD)作为一种有效的减振器,常安装在高层结构的顶部.由于结构的空间和承重有限,STMD的安装可能会受到限制,特别是对于如风力发电机这类结构.更重要的是,STMD对多模态振动控制效果有限.为了解决上述问题,采用多重调谐质量阻尼器(MTMD),在预先给定初始配置的基础上,研究风力机MTMD系统参数的约...     

齿轮传动副背隙动态测试平台的仿真与研究

设计一个机械传动性能测试实验台,为测试研究机械传动系统性能做准备。为此,用SolidWorks建模,用有限单元法比较行星齿轮机构和蜗轮蜗杆传动机构在载荷作用下的啮合齿面受力变形特征;结合背隙,分析应力应变;对这两种传动机构进行模态分析,谐响应分析,分析其固有频率和振型,分析位移、应力频谱以及在振动最大处的应力变形情况,进行理论数据比较,并给出结论。     

综合考虑风剪切塔影效应的脉动风速模型

风速是影响风机输出功率的重要因素。运用谐波叠加法在Matlab软件中进行仿真建模和分析,建立脉动风作用下的模型,并使用Von Karman目标功率谱对模拟风速谱进行校核,以保证风速时程曲线的准确性。通过分析风机风轮和塔架等特点,阐述了风速和方位角的关系。综合考虑脉动风、风剪切和塔影效应对轮毂风速、平均风速的影响,通过分析风轮扫掠面上各点的风速动态模型,得到模型时空分布特性。结果表明,该模型既考虑自然风的突变性和不确定性,又考虑了风机自身结构特性引起的风速周期性波动,能够理想的反映实际风速,对于模拟风机运行状况具有直接意义。     

屋顶安装型风力机塔架风振反应分析

为了研究屋顶安装型风力机塔架在风荷载作用下的动力性能,对该塔架进行风振时程反应分析.建立考虑叶片传至塔架作用力的塔架振动方程,采用引入快速傅里叶变换(FFT)技术的谐波叠加法分别模拟得到叶片和塔架的风速时程,利用叶素理论计算叶片传至塔架作用力.研究屋顶集风效应和叶片旋转对此类风力机塔架风振反应的影响.结果表明考虑屋顶集风效应后塔架的风振反应有一定增强;叶片旋转情况下塔架位移和弯矩显著增加.