风力发电机塔架结构模型设计与制作.ppt

§4.塔架模型结构计算简介 或用小型软件：SMSOLVER 2、简化为平面结构 F3 F4 立柱 腹杆 §4.塔架模型结构计算简介 叠加法 3、简化的计算 F1 F2 + §4.塔架模型结构计算简介 1）只有F1作用 3、简化的计算 F1 整个结构看成一压杆（忽略腹杆） 压杆的横截面 §4.塔架模型结构计算简介 3、简化的计算 F2 2）只有F2作用 整个结构看成一悬臂梁（忽略腹杆） 梁的横截面 将1 ）与2）立柱的应力叠加 3、简化的计算 F1 F2 + 显然，高度不同，立柱中的应力也不同。 计算各段立柱的轴向压力，可按两端铰支考虑稳定性。 3、简化的计算 F1 F2 + 不足之处： 腹杆的内力无法计算。 对模型计算书要求 计算书在写作上，应该尽量作到，叙述清楚、简明，有条理，能说明问题，作为技术档案，是模型制作的依据，不仅要自己能看得懂，也要别人能看得懂。图文并茂最好。切记：不要将计算书搞成一堆数据的堆砌，自己不会去看，别人更不会去看。 关于小型软件：SMSOLVER结构力学求解器的使用可参考以下网址中的视频。/sms/videos.htm 祝同学们取得好的成绩！ 希望通过结构设计大赛使同学们更好地掌握理论力学和材料力学的理论与知识，培养创新思维，增强动手能力。 风力发电塔架结构模型设计与制作 风力发电塔架结构模型设计与制作 §1. 风力发电塔架 §2. 设计方案的制定 §3. 计算书 §4. 塔架模型结构的计算简介 制作由汪老师介绍 （廖力） §1. 风力发电塔架 风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。其蕴量巨大，全球的风能约为2.74×109MW，其中可利用的风能为2×107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。 早期的风能利用--风车 主要是通过风车来抽水、磨面等 人们感兴趣的是如何利用风来发电。上世纪三十年代，丹麦、瑞典、苏联和美国应用航空工业的旋翼技术，成功地研制了一些小型风力发电装置。当时的发电量较低，大都在5千瓦以下。 上世纪七十年代，风力发电发展很快。1978年，美国在新墨西哥州的克莱顿镇建成了200千瓦风力发电机，其叶片直径为38米。丹麦日德兰半岛西海岸投入运行的风力发电装置，其发电量则达2000千瓦，风车高57米。 进入21世纪，我国风力发电 有了长足的发展。 风力发电机组，大体上可分转叶(包括尾舵)、发电机和塔架三部分。 塔架是支承转叶、尾舵和发电机的结构。它一般修建得比较高，为的是获得较大的和较均匀的风力，又要有足够的强度。塔架高度视地面障碍物对风速影响的情况，以及转叶的直径大小而定，一般在6-20米范围内。 目前的风力发电机只是给电瓶充电，而由电瓶把电能贮存起来，人们最终使用电功率的大小与电瓶大小有更密切的关系。功率的大小更主要取决于风量的大小，而不仅是机头功率的大小。在内地，小的风力发电机会比大的更合适。因为它更容易被小风量带动而发电，持续不断的小风，会比一时狂风更能供给较大的能量。一台200W风力发电机也可以通过大电瓶与逆变器的配合使用，获得500W甚至1000W乃至更大的功率输出。 §2. 设计方案的制定 1、根据使用要求，确定结构形式，和结构布局。 塔架结构示意图 模型塔架高度为800mm ，平面尺寸不大于100mm×100mm 机舱模型外形尺寸为200mm×100mm×95mm，重量预赛为10kg, 决赛为12kg §2. 设计方案的制定 1、根据使用要求，确定结构形式，和结构布局。 塔架结构示意图 5 50 凹槽 50 100 100 图2 机舱侧视图 92 底板 92 图3 底板俯视图 ? 8孔洞 机舱模型底部设置一凹槽100mm×95mm×5mm 底板上留有四个直径为8mm的贯穿孔洞 §2. 设计方案的制定 修改设计 1、根据使用要求，确定结构形式，和结构布局。尽量采用对称布局。 初步设计： 结构计算 3、绘制结构设计图 平面图、侧视图，结构几何尺寸，主要构件截面几何尺寸。 2、根据使用载荷，粗略的估算主要构件截面的尺寸，进行初步设计。 载荷：机舱重量、风载荷 §2. 设计方案的制定 4、材料表包括：各种截面形式的材料数量，以及估算的模型重量。 （竹材每立方厘米重约为0.9克） 例：2号杆 截面4mm×6mm 长度200mm 根数4 2 “结构设计竞赛”，强调的是设计，而不仅仅是动手能力的比赛。 计算书是结构计算、结构设计的依据，通过对主要受力构件的计算，得出结构的承载力和