基于ANSYS有限元軟件對在役風電塔筒的靜動態(tài)模擬與安全評估研究.pdf

1、工業(yè)的快速發(fā)展，對能源的需求也日益加大，世界各國能源處于嚴重短缺狀態(tài)，風力以其清潔、取之不盡的優(yōu)勢，成為世界各國爭相發(fā)展的能源，也是當前技術(shù)發(fā)展相對較成熟，應用前景最好的一種能源方式。風能資源比較豐富的地區(qū)大多偏遠，地理條件惡劣，風力發(fā)電主要要借助于風來提供動力，所以風電塔筒常年處在強風大風的持續(xù)沖擊下，難免會使存在缺陷的塔筒發(fā)生倒塌事故，對風電產(chǎn)業(yè)造成相當大的損失。而對風電塔筒進行早期故障的方法有限，目前主要是通過無損檢測手段進行檢測

2、，來判斷塔筒的缺陷存在部位，此舉對人力及成本的需求大，且檢測周期長，實現(xiàn)不了對風電塔筒在役運行下進行快速實效的檢測，從而對早期故障的預判及安全評估帶來困難，為此我們借助于有限元分析方法，基于強度理論，結(jié)構(gòu)動力學原理等有限元分析方法，以及ANSYS軟件的相關(guān)規(guī)范，對在役風電塔筒做了詳細的靜態(tài)和動態(tài)分析并對其結(jié)果進行了分析，在此理論基礎(chǔ)上，對研究結(jié)果通過先進的磁記憶技術(shù)進行了驗證，得到理論下的風電塔筒危險位置與實際無損檢測得到的危險位置很好

3、的對應。論文的研究成果為在役風電塔筒的早期故障預測與安全評價提供了技術(shù)參考，具有一定指導意義和工程實用價值。論文主要內(nèi)容如下:
　　 （一）利用有限元分析方法，建立了風電塔筒的有限元分析模型，同時將風電塔筒實際運行下的四種典型工況折算為能在ANSYS軟件規(guī)范下加載到風電塔筒有限元模型上的載荷，進而實現(xiàn)了在四種工況條件下對在役風電塔筒的靜態(tài)分析，從應力分布和塔筒隨高度方向上的位移偏移量得出了塔筒運行下的應力集中部位以及塔筒發(fā)生偏移

4、的最大部位。
　　 （二）在上述有限元模型的基礎(chǔ)上，對風電塔筒進行了動態(tài)分析，得到了風電塔筒運行下的固有頻率和振動模型，同時從振動模型上進一步到了風電塔筒的應力集中部位以及塔筒塔身發(fā)生變形最嚴重的部位，為進行無損檢測做了理論依據(jù)。
　　 （三）通過上述靜態(tài)和動態(tài)分析結(jié)果，在風電場對在役的風電塔筒進行了有針對性的磁記憶檢測，驗證了應力集中部位，對缺陷進行了定量分析，進一步通過傳統(tǒng)的射線檢測技術(shù)對應力集中部位進行了定性分析，