风电起重维修平台夹紧机构的设计

目的 设计风电起重维修平台专用的夹紧机构,解决了风力发电机维修起重设备笨重及运输难的问题.方法 在SolidWorks软件中建立了风电起重维修平台夹紧机构的三维模型,并将其导入到ANSYS workbench软件中.选定风电起重维修平台夹紧机构的顶杆伸出最长时,即风电起重维修平台夹紧机构位于风力发电机塔筒最上部时为分析工况,运用有限元分析技术对风电起重维修平台夹紧机构进行静力学性能分析.结果 在选定的工况下,夹紧机构的最大挠度为16.1 mm,小于许用挠度;夹紧机构的最大应力为337.4 MPa,发生在耳板的下部与顶杆相连接的部位,耳板的材料为Q690,许用应力为492.9 MPa,大于其最大应力.夹紧臂的最大应力为227.4 MPa,小于其许用应力;顶杆的最大应力为308.4 MPa,小于其许用应力;顶杆导轨的最大应力为156.6 MPa,也小于其许用应力.结论 验证了风电起重维修平台夹紧机构的刚度与强度均满足设计要求,对风机起重维修平台的设计提供理论依据,同时为维修平台研制打下基础.     

8 MW风机塔筒振动响应分析

为获取8 MW风机塔筒的振动响应特性,建立了塔筒的有限元分析模型,对塔筒开展了模态分析、谐响应分析和瞬态响应分析。模态分析结果表明,塔筒的前四阶模态振型均为弯曲振动,风机工作在额定转速时,塔筒不会发生共振。谐响应分析结果表明,当载荷频率为0～2 Hz时,塔筒频域响应曲线存在2个共振频率,分别对应塔筒的第一阶模态频率、第三阶模态频率;塔筒发生三阶共振时,塔筒顶部Z向的位移超过4.5 m,已处于非安全工作状态,在工作中要避免出现。瞬态响应分析结果表明,在允许的工作风速范围内,塔筒的最大位移和最大应力变化不明显;在极限载荷工况下,塔筒的最大位移和最大应力显著增加,塔筒不会发生强度失效。     

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。     

微/纳米定位平台的动态特性分析与试验

为了分析微/纳传动平台的动态特性,应用拉格朗日方程,建立5自由度微/纳米定位平台的动力学模型,推导出固有频率及阶跃响应的解析式.采用有限元方法,仿真得到平台的前5阶固有频率和模态阵型.在不同驱动频率和不同加载下,分别进行静、动态试验,结果表明,平台的开环调节时间为0.812s;驱动频率为100Hz时,发生共振现象;加载小于10N时,平台具有较好的稳定性;动态试验得到压电陶瓷、电容传感器和平台的分辨率分别为4、10和45nm,且平台的重复定位精度为0.6μm.     

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。     

双曲线冷却塔在多维地震下的区域易损性评价

为探讨某在役钢筋混凝土冷却塔结构不同部位的地震易损性,通过数值模拟进行分析.应用ABAQUS软件建立分析模型,根据结构所在场地选择一系列合理的地震动记录并对结构进行增量动力分析;选取了材料应变和地面峰值加速度作为结构地震需求参数和强度参数,将结构沿高度方向分为13个区域,并将结构的破坏状态划分为5个等级;在结构底部分别输入单向、水平双向和三向地震作用,对所得结构响应进行回归分析并建立概率地震需求模型,最终得到结构沿高度方向的区域易损性曲线.分析结果表明:上部塔筒的损伤概率较小,人字柱的损伤概率明显大于结构的其他部分;结构底部的人字支柱是结构的最薄弱部位,可根据需要对其进行加固,而塔筒的抗震性能优异.     

大型冷却塔风洞试验研究与结构分析

为研究大型冷却塔群在风荷载作用下的受力,以印度某大型冷却塔(塔群)为工程背景,介绍了大型冷却塔(塔群)风洞试验研究和风荷载作用下的结构分析,主要包括:冷却塔单塔雷诺数效应模拟;冷却塔(塔群)1∶[KG-*2]500刚体模型高频天平测力风洞试验;冷却塔(塔群)1∶[KG-*2]200刚体模型测压风洞试验;冷却塔桩基、人字柱、塔筒内力分析;塔筒整体、局部和施工阶段稳定性分析．通过上述风洞试验和结构分析得到了一些有益结论,为类似工程设计提供借鉴．     

组合悬臂板的非线性振动响应

为研究电机升高片,发动机凸肩叶片的非线性振动特征,将其简化成组合悬臂板模型,应用弹性薄板理论,推导出考虑阻尼、几何大变形的三个互相耦合的非线性振动微分方程．再使用Galerkin法获得广义坐标中的非线性方程组,采取Runge—Kutta数值分析方法获得了组合悬臂板非线性振动响应和幅频特性曲线．结果表明：由于几何非线性因素对系统的影响,非线性的振动响应小于线性振动响应;非线性共振频率大于固有频率,但仍在组合板各阶固有频率附近;非线性幅频特性曲线具有多值性和跳跃性,其形状与激振力大小有关．     

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.     

砂土场地桩-筒复合基础地震响应离心振动台试验

地震作用容易引起砂土地基中的海上风机基础液化失效,单桩-筒型复合基础(简称桩-筒复合基础)结合了单桩基础和吸力筒基础的优势,是一种新颖的海上风机基础形式。针对砂土场地桩-筒复合基础地震响应,开展干砂及饱和砂的单桩和桩-筒复合基础的离心振动台试验,采用白噪声和具有不同频谱成分的地震波进行激振,得到两种基础形式在砂土场地中的自振频率、超孔压累积、风机加速度响应以及基础弯矩分布等。结果表明：饱和场地中筒基下的浅层土体,其超孔压累积会有所衰减,加速度幅值则被相应放大;饱和场地中单桩浅部弯矩响应较大,风机产生明显的残余位移,相比单桩,桩-筒复合基础加速度响应更大,但其在限制水平位移方面具有明显优势。研究结论对于桩-筒复合基础的抗震分析具有参考价值。     

悬挂质量摆对大跨越输电塔的风振控制

为了研究被动控制装置对格构式高耸结构的控制效果，提出了一种悬挂质量摆风洞试验模型.基于控制减振机理和结构风振控制方程，进行了悬挂质量摆对输电塔结构风振控制的全塔气动弹性模型试验.采用Simiu脉动风速功率谱密度函数，利用三角级数法模拟了节点风速时程.根据准定常理论，计算了悬挂质量摆控制前后结构顺风向的加速度时程和均方根(RMS)，并进行了参数优化分析.研究结果表明，由模拟风载计算得到的塔顶RMS与试验结果吻合较好，该质量摆模型可有效减小输电塔的风振响应.     

输电塔线耦联体系的地震作用影响研究

通过振动台试验与数值模拟,对输电塔线耦联体系中导线对塔体地震响应的影响进行了研究。以某输电塔线体系为工程背景,设计了单塔、三塔两线缩尺试验模型,并进行了振动台试验。另外,采用有限元程序建立模型,其中,塔线的有限元模型里分别设置了不同的悬挂导线质量,并进行了动力时程分析。结果表明:由白噪声扫频结果可得,输电塔悬挂导线后结构自振周期略有增加,但增幅不大;导线对输电塔体地震反应有一定程度的减弱影响,并且不同方向的地震作用下,其影响不同;不同导线质量对塔线模型地震反应存在不同程度的影响,并且不同方向的地震作用下,导线质量对塔线模型响应的影响也不同。     

单段悬挂结构随机动力参数优化解

对单段核筒悬挂建筑结构震动控制体系,推导出地面白噪声激励作用下主体部分和悬挂部分的相对位移和约对加速度的优化响应,讨论了频率比、阻尼比及悬挂质量比对响应的影响,并与简谐地面作用结果作了比较。结果表明,悬挂质量比μ取0.5到1之间为宜。当不考虑主体部分的阻尼时,地面简谐和白噪声 两种激励作用下的优化参数的差别不大,都可用于悬挂结构的分析。     

火力发电厂悬吊式钢内筒烟囱的结构设计

悬吊式钢内筒烟囱的内筒悬挂于各承重平台,筒体以受拉为主,避免了钢板的局部压屈,因而内筒的用钢量比传统的自立式钢内筒烟囱明显降低,可创造良好的社会经济效益,另外内筒荷重的降低对结构设计也极为有利.依托实际工程,在湿法脱硫不上GGH的工艺前提下,本文具体研究了悬吊式钢内筒烟囱的受力计算及内筒悬挂构造措施,重点解决了内筒各悬挂段的膨胀节及支撑牛腿的构造设计.     

风机维修平台用齿轮齿条机构的动力学分析方法

目的对所设计的风机内部维修平台的齿轮齿条运行机构的平台进行动力学分析,解决风机维护问题.方法利用三维绘图软件Solid Works建立了齿轮齿条的三维实体模型,在Ansys Workbench中建立了有限元模型,利用瞬态动力学模块分析风载大小的变化对平台运行机构的影响.结果通过对平台运行机构在强风,高空的工作环境下的有限元分析和电机突然启制动对齿轮齿条的瞬态动力学分析,得出风机内部维修平台运行机构在风机特定工况下,接触应力随时间变化的仿真曲线.齿轮齿条的最大接触应力在144.9~146.5 MPa波动,并在约0.2s以后稳定在145.7 MPa,符合所选取齿轮齿条材料的许用应力要求.结论平台齿轮齿条运行机构在选定的特殊工况下都能安全工作,当风场风速与所吊重物尺寸存在指定关系时可以进行吊装作业,所选取的运行机构的结构形式也为同类风机内部维修平台的设计与优化提供参考.     

基于模态分析的印制电路板振动可靠性研究

采用有限元方法对印制电路板进行了模态分析,依据有效模态质量和模态振型分析了振动环境下配制电路板的薄弱环节．根据印制电路板的特点建立了有限元模型,通过模态分析得到了各阶固有频率与固有振型,然后利用有效模态质量找出了对系统响应影响较大的各阶模态．模态分析结果显示,该印制电路板的固有频率偏低．本文从安装方式和印制电路板材料属性方面分析了提高印制电路板固有频率的方法,通过改进设计能够有效地提高其振动可靠性．     

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.     

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.     

FSAE方程式赛车的操纵稳定性仿真

利用Adams View模块建立了某FSAE赛车的整车动力学模型,并根据国标利用Script仿真模拟了稳态回转试验和方向盘角阶跃输入下的瞬态响应2个操纵稳定性试验,得出了必要的仿真曲线并分析了赛车的稳态和瞬态响应特性。结果表明赛车的稳态回转特性在侧向加速度小于0.4g时表现为良好的轻微不足转向,大于0.4g时不足转向逐渐减小直到出现过多转向;瞬态响应的超调量和稳定时间比较小,说明响应平稳迅速,而响应时间和峰值响应时间略大,应适当调整阻尼比和固有频率以提高赛车的性能。     

河道滩区风机群对漫滩洪水影响的数值模拟研究

对于河道宽滩区修建的风电场工程,其风机塔筒群的阻水作用可能会对所在河段的洪水演进及河势稳定有所影响,必须予以了解和评估。本文基于MIKE21软件,建立了某风电场所在河段的二维平面水动力数学模型,并对模型进行了验证。在验证洪水条件下,特征断面模拟水位与设计水位的相对误差均小于1%,表明模型阻力参数设置比较可靠。对风电场所在滩区的水流阻力进行了概化处理,然后运用模型开展了风电场工程建设前、后两种条件下设计特征洪水的数值模拟,得到了该河段在设计特征洪水演进过程中的水深、流速等数据。通过对比分析工程壅水及主流线位置变化可知,该滩区风机塔筒群引起的工程壅水较低、流速变化较小、主流线位置变化不大,不会引起该河段河势的明显变化。研究成果对滩区风电场工程规划设计具有一定的参考价值。