极端服役环境下的风电机组塔架结构参数优化研究

以大型风电机组塔架为对象,开展了极端服役环境下的塔架结构参数优化设计研究。采用壁厚分段式线性变化结构对塔架进行描述,介绍了基于BEM理论的风电机组气动载荷分析方法,运用有限元仿真分析塔架结构参数与极限载荷作用下的应力以及结构参数与固有频率的关联特性,采用支持向量机(SVM)方法分别构建了结构参数与应力、固有频率的快速计算模型。以质量最小为目标,强度、固有频率和边界条件为约束对塔架结构参数进行了设计优化,引入遗传算法(GA)进行优化求解。对某2MW风电机组塔架进行实例设计研究,结果表明优化后的塔架质量减小3.5%。      

不同结构形式对风电机组塔架轻量化设计的影响研究

针对全球风力发电市场对风电项目投资成本控制,尤其是对塔架投资成本控制的迫切需求的问题,对不同结构形式塔架模型的固有频率、受载状态、强度性能、屈曲稳定性以及疲劳损伤等方面进行了对比计算与研究.对风力发电机组塔架轻量化设计受其本体不同结构形式的影响程度进行了归纳,提出了一种基于塔架设计原则的相关计算理论,构建了若干款不同结...     

预应力风电机组基础与风电机组塔架连接

风电机组塔架和预应力混凝土连接是风电机组装机过程中的重要环节,加强风电机组塔架和预应力混凝土基础连接方式的研究具有重要意义。T型法兰和L型法兰是两种最基本的连接方式,当前人们对T型法兰连接的关注程度较高,而对L型法兰是否能够应用于预应力风电机组基础和风电机组塔架连接中却没有深入分析。在这方面还是一片空白,本文将重点探讨L型法兰。     

海上风电机组塔架防腐蚀关键质量控制

海上风电塔架长期处于苛刻的海洋环境中,防腐蚀质量控制是海上风电塔架的技术难题之一。本文重点介绍了海上风电机组塔架批量化制造防腐蚀施工,对防腐方案进行分析,对材料选用,施工条件和过程管控要点提出了要求,明确了塔架防腐的质量控制要点,对海上风电机组塔架防腐施工具有一定的借鉴意义。     

浅析海上风电塔架成套立式海运技术

海上风电作为我国可再生能源发展的重点领域,“十四五”期间在绿色浪潮与“双碳”目标的双重驱动下,进入了新发展期。随着海上风力发电机组的单机功率逐步向大型化发展,海上风电塔架直径越来越大,重量也越来越重,势必会增大塔架运输的难度和成本,在保障安全的前提下如何提高塔架装船运输效率和风机吊装效率是当前重要的技术难题。文章介绍了海上风电塔架立式装船运输工装设计制作和成套立式海运的工艺流程及关键技术要点,以供同行参考。     

大型风力机塔架结构优化设计

塔架作为风力发电机组的主要承载部件,其性能直接影响风力机的使用寿命与安全,因此对塔架结构进行优化设计尤为重要.以2 MW风力发电机组塔架为研究对象,以塔架质量为优化目标,固频、应力、高度等为约束条件,直径、壁厚和节长为控制变量,通过仿真对塔架进行结构优化,并通过解析求解对仿真进行校核.结果表明,优化设计的塔架不仅减轻了...     

大功率减重轻型风电塔架加强板组装焊接工艺研究

本文针对大功率减重轻型风电塔架加强板结构特点,采用埋弧焊与气保焊相结合的焊接方式,有效地保证了法兰焊接后平面度,保证了下段整体尺寸,提高了工作效率.     

基于有限元模拟的风力机塔架优化

塔架是风力发电机的重要受力部件.首先利用Patran/Nastran对塔架进行静力、模态、稳定性有限元分析,然后将有限元模拟结果与优化软件iSIGHT相结合,利用遗传算法对塔架各节壁厚做优化设计,比较不同约束条件得到的优化结果.通过优化分析可以达到在满足结构性能要求的条件下减轻塔架重量、降低成本的目的.     

风电机组叶片与塔架间最小距离的影响因素分析

随着风力发电技术的发展,叶片长度越来越长,越来越柔软,叶片与塔架间的最小安全距离能否满足标准要求往往成为制约机组设计的关键因素。现针对某兆瓦级直驱风电机组,通过3种方法调整了叶片与塔架间的最小距离,并对比了机组功率及关键部件载荷,对叶片与塔架间最小距离的主要影响因素及其规律进行了分析总结。     

组合风电塔架混凝土填充钢箱连接段数值模拟

在进行组合风力发电塔架结构设计中,混凝土塔段与钢塔段的连接是该结构的关键部分。传统厚型法兰盘连接因刚度不足会导致下部混凝土出现受力分布不均匀,局部应力过大。因此提出一种混凝土填充钢箱连接方案,以2MW风电塔架为研究对象,以弹塑性力学、强度理论等为理论基础,运用有限元软件ABAQUS对所提方案进行建模,并进行弹性和弹塑性计算分析。结果表明,混凝土填充钢箱结构可以有效提高连接段的刚度和整体性,连接段受力性能明显优于传统法兰盘连接段,能够将上部荷载均匀传递到下部混凝土上,有效避免因混凝土局部应力集中而产生开裂现象。     

风电机组塔架新国标即将出炉

2008年11月12日,《风力发电机组塔架》国家标准征求意见会在江苏江阴召开。来自全国风力机械标准化技术委员会、农业机械工业协会风力机械分会、中国船级社等30个单位的专家参与了《风力发电机组塔架》国家标准草案的修订。     

数控下料误差对塔架法兰平面度的影响及控制

在风电塔架制造中,塔架法兰平面度是非常重要的一个技术指标。针对下料尺寸影响塔架法兰平面度的问题,通过对风电塔架筒体下料误差展开图的比较、分析,总结塔架筒体下料尺寸与法兰平面度之间的内在联系,提出通过数控编程、采用高精度数控切割机等一系列措施,严格控制数控下料误差标准,从而有效解决塔架法兰平面度超标问题。     

风电机组塔架新国家标准正在制定当中

《风力发电机组塔架》国家标准征求意见会日前在江阴召开。来自全国风力机械标准化技术委员会、农业机械工业协会风力机械分会、中国船级社等30个单位的专家对浙江运达风力发电工程有限公司和上海泰胜电力工程机械有限公司制定的《风力发电机组塔架》国家标准草案的修订提出了宝贵意见。     

风力发电机塔架内饰件平台螺栓脱落的分析

风力发电机为便于塔架运输、吊装,通常将塔架分为若干段,相邻两段之间通过高强度紧固件进行连接。在设计寿命期内,必须定期对风力发电机塔架相邻两段之间的高强度紧固件进行维护,防止高强度紧固件松动、断裂而引发事故。为便于维护,需要在分段处设置内饰件平台。结合现场情况对风力发电机塔架内饰件平台螺栓脱落问题进行分析,提出解决方案。     

风力机概念设计阶段塔架结构的可靠性设计

为解决风力机设计过程中研发周期长、潜在隐患多、风险大、成本高等问题,将概念设计可靠性设计方法运用到风力机塔架设计中。在概念设计阶段,通过概算的方法建立了塔架的可靠性数学模型,对其进行了受力分析、失效模式分析,并进行了参数化优化;以风力机塔架总体积以及塔架装机成本最小化为设计目标,在风力机塔架可靠性优化设计模型上对某型号1.5 MW风力机塔架进行了评价。研究结果表明,通过采用可靠性设计优化方法,一方面可以在保证塔架强度、刚度、稳定性基本不受影响的情况下,减小风力机塔架的壁厚,从而缩减塔架的总体积,在一定程度上减少塔架的成本;另一方面,塔架成本随着塔架下端外径的增加而降低。     

仿真分析及其在塔架结构中的应用

随着CAE的发展,仿真分析得到了广泛的应用.利用数值模拟技术对某塔架结构进行了静、动态仿真分析.通过ANSYS软件计算得到了塔架在最大载荷下的位移、应力分布规律和危险点的位置,通过模态分析得到塔架的前五阶固有频率,校核了塔身的强度性能,为结构改进提供了理论依据.     

风电塔架80mm门框顶弧焊接卷制工艺研究与应用

门框是风电塔架最主要的部件之一,门框的力学性能直接影响着塔架的强度和寿命;80 mm顶弧焊接门框主要用于大功率的发电机组,针对通用卷制工艺无法满足80 mm顶弧焊接门框技术要求和顶弧焊接生产工艺难点等问题,通过优化、改变焊接卷制工艺,成功实现“整体下料,整体卷制”和“先卷制,然后切割,最后焊接”工艺的应用,解决了80 mm顶弧焊接门框的卷制、组对、焊接生产工艺问题,达到了门框的技术要求,实现了顶弧焊接门框的批量生产,提高了塔架的强度和寿命,使其有很好的应用价值和推广价值。     

应用有限元分析系统计算风力机塔架结构的动态特性

本文讨论了空间系杆钢结构风力机塔架的动态特性、建模和有限单元类型的选取及计算方法。介绍了我们在ＡＤＩＮＡ系统基础上所开发的风力机塔架结构特性分析软件。通过一个实例，计算并给出了它的动态特性，并与实测结果进行了比较和讨论。