风电塔筒受力模型分析研究毕业论文.doc

 风电塔筒受力模型分析研究毕业论文 目 录 第一章 绪论 1 1．1 选题背景 1 1．2 风力发电发展状况 2 1．2．1 世界风力发电发展状况 2 1．2．2 我国风力发电发展状况 3 1．3 风力发电机组塔筒的研究现状 4 1．3．1 风力发电机组塔筒概述 4 1．3．2 风力发电机组塔筒的研究现状 5 1．4 风力发电机组塔筒的设计 9 1．5 本研究的意义及研究主要内容 10 1．5．1 研究意义 10 1．5．2 本文主要研究内容及安排 12 第二章 塔筒受力模型的建立 14 2．1 结构简化 14 2．2 材料属性 15 2．3 材料的本构关系 15 第三章 塔筒的受力分析 17 3．1 各工况下风荷载计算 17 3．1．1 确定分析工况 17 3．1．2 风荷载计算 19 3．2 塔筒所受主要载荷 23 3．2．1 极限载荷 23 3．2．2 风切变 23 3．3 在塔筒坐标系中各载荷的计算 24 3．4 塔筒受力分析实例 27 第四章 塔筒的屈曲分析 29 4．1 稳定性的计算方法 29 4．1．1 失稳的类型 29 4．1．2 特征值求解方法 29 4．2 塔筒的屈曲分析 30 4．2．1 屈曲分析概述 30 4．2．2 塔筒屈曲分析计算 31 4．3 塔筒在极限载荷情况下的稳定性分析 32 第五章 塔筒的优化设计 33 5．1 优化设计概述 33 5．2 优化设计要素 33 5．3 优化设计流程 34 5．4 优化设计实例 35 第六章 结论与展望 36 6．1 结论 36 6．2 展望 36 参考文献 38 外文原文 41 外文翻译 64 致 谢 83  摘 要 塔筒是风力发电机的主要支撑装置，它将发电机与地面联接，为风轮提供需要的高度。该结构体系一直以引进国外的设计为主，国内没有统一的风力发电机塔筒设计规程标准。随着风力发电机塔筒的大型化发展，作用在塔筒上的风载荷的交变性和随机性将更为明显，因此，有必要对风电塔筒结构及受力进行详尽的分析，是发展风力发电产业的重要基础研究工作之一。 本文1.5MW风力发电机组锥筒型塔筒为研究对象，对风力发电机组锥筒型塔筒的结构进行简化，在塔筒坐标系中计算塔筒所受的主要载荷，对塔筒进行简单的受力与屈曲分析，然后以塔筒壁厚为设计变量，塔筒质量为目标函数，对该塔筒的优化设计进行了初步探讨。 研究表明：对塔筒进行受力与屈曲分析应重点考虑切出风速工况的影响；门洞对塔筒基底应力、塔顶位移以及固有频率的影响很小，而对发生失稳破坏的影响较大，因而在进行塔筒屈曲分析时不能忽略门洞的影响；优化后节约钢材量可观，该类型塔筒有进一步研究的和进行优化设计的必要。 关键词：塔筒，水平轴风力发电机，受力分析，屈曲因子，优化设计 ABSTRACT The tower is a main support equipment of wind turbine．It joins the generator and the ground and provides altitude for the impeller．The design of the structure system has been introduced primarily from the overseas．There is no unification design regulations standard for wind turbine tower at home yet．Along with the maximization of wind turbine tower，the role of the tower’s wind load variability and randomness of the cross will become more evident，therefore，it is necessary to carry on the exhaustive analysis for the windward electricity tower structure and force ,the analysis is one of the important basic research． The taper cylinder tower of some approved wind generator set of one wind electric plant was taken as the object of study, For the taper cylinder tower, simplify the structure