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  • 风力发电机塔架结构模型设计与制作

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  风力发电机塔架布局模子打算与制制._电力/水利_工程科技_专业原料。风力发电机塔架布局模子打算与制制.

  风力发电塔架布局 模子打算与制制 风力发电塔架布局 模子打算与制制 (廖力) §1. 风力发电塔架 §2. 打算计划的订定 §3. 揣度书 §4. 塔架模子布局的揣度简介 制制由汪教练先容 §1. 风力发电塔架 风能行动一种洁净的可再生能源,越来越 受到全邦各邦的珍爱。其蕴量庞大,环球的风 能约为2.74×109MW,个中可行使的风能为 2×107MW,比地球上可开拓行使的水能总量 还要大10倍。 早期的风能行使--风车 要紧是通过风车来抽水、磨面等 人们感意思的是若何行使风来发电。上世 纪三十年代,丹麦、瑞典、苏联和美邦应 用航空工业的旋翼技巧,告捷地研制了一 些小型风力发电安装。当时的发电量较低, 多半正在5千瓦以下。 上世纪七十年代,风力发电起色很疾。 1978年,美邦正在新墨西哥州的克莱顿镇筑成 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加入运转的风力发电 安装,其发电量则达2000千瓦,风车高57米。 进 入 有 21 了 世 长 纪, 足 我 的 邦 发 风 展。 力 发 电 风力发电机组, 大要上可分转叶 (征求尾舵)、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。它平常修理得 对比高,为的是获 得较大的和较匀称 的风力,又要有足 够的强度。塔架高 度视地面袭击物对 风速影响的情状, 以及转叶的直径大 小而定,平常正在620米领域内。 目前的风力发电机只是给电瓶充电,而 由电瓶把电能储存起来,人们最终运用电功 率的巨细与电瓶巨细有更亲昵的相干。功率 的巨细更要紧取决于风量的巨细,而不光是 机头功率的巨细。正在内地,小的风力发电机 会比大的更适合。由于它更容易被小风量带 动而发电,络续不停的小风,会比有时暴风 更能需要较大的能量。一台200W风力发电机 也可能通过大电瓶与逆变器的配合运用,获 得500W乃至1000W以至更大的功率输出。 §2. 打算计划的订定 1、凭据运用央求,确定布局体例,和结 构组织。 模 型 塔 架 高 度 为 800mm ,平面尺寸不 大于100mm×100mm 机舱模子外形尺寸为 200mm×100mm×95mm ,重量预赛为 10kg, 决赛 为12kg 塔架布局示企图 §2. 打算计划的订定 1、凭据运用央求,确定布局体例,和结 构组织。 凹槽 机舱模子底部 设 置 一 凹 槽 100mm×95mm ×5mm 底板上留有四个 直 径 为 8mm 的 贯穿孔洞 塔架布局示企图 底板 100 5 50 100 50 图2 机舱侧视图 ? 8孔洞 92 92 图3 底板俯视图 §2. 打算计划的订定 1、凭据运用央求,确定布局体例,和结 构组织。尽量采用对称组织。 2、凭据运用载荷,大意的估算要紧构件 截面的尺寸,举办开始打算。 载荷:机舱重量、风载荷 3、绘制布局打算图 平面图、侧视图,布局几何尺寸,要紧 构件截面几何尺寸。 开始打算: 布局揣度 篡改打算 §2. 打算计划的订定 4、质料外征求:各样截面体例的质料数 量,以及估算的模子重量。 (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 §3. 揣度书 “布局打算竞赛”,夸大的是打算,而 不光仅是开首才能的竞争。 揣度书是布局揣度、布局打算的凭借, 通过对要紧受力构件的揣度,得出布局的 承载力和刚度,管理好质料的用量与安闲 性间的冲突。 §3. 揣度书 揣度书要紧征求以下实质: 一、布局的揣度简图 二、质料的力学职能 三、要紧承载构件的强度,刚度,不变性 §3. 揣度书 一、揣度简图(揣度模子): 布局的几何尺寸,束缚的情状,载 荷的巨细、偏向及用意身分,载荷的计 算步骤等,要紧受力构件(如:立柱、 梁、板等)的横截面体式、尺寸,所使 用的质料等。 §3. 揣度书 二、质料的力学职能 凭据选用的质料及其尝试原料 (具有离散性)确定质料的许用应 力,弹性模量,等。 竹皮最大应力? =60MPa,弹性 模量E=104MPa。 502胶水 §3. 揣度书 三、要紧承载构件的强度,刚度,不变性 强度:凭据要紧承载构件的内力, 确定其垂危截面,凭据垂危截面的应 力散布,确定垂危点,凭据垂危点的 应力状况,确定构件的强度。 刚度:布局正在载荷用意下,某些身分 和偏向的位移或转角代外。 不变性:轴向受压的杆,要研究稳 定性。 压杆不变: 临界载荷Fcr 大柔度(修长)压杆: F ? EI Fcr ? 2 ( ?l ) 2 ?l ? ? ? ?p i I A ?P ? ? E F i? 小柔度(短粗)压杆:Fcr=?sA, 强度职掌 中柔度压杆(略) ?P ? EI Fcr ? 2 ( ?l ) 2 压杆两头束缚的影响:? §4.塔架模子布局揣度简介 模子揣度可能是对比准确的揣度(对 布局的力学模子的简化较少),可能行使 揣度软件揣度。也可能通过简化,对要紧 受力构件作对比大意的揣度。 §4.塔架模子布局揣度简介 以桁架打算计划为例: 桁架的特质:均为拉压杆 受力匀称,能弥漫阐扬材 料的用意。 机舱载荷:F1 风载荷:F2 北京地域根本风压: q=300N/m2 F1 F2 示企图 风机型号与参数 临盆厂家:北京兴华透风摆设有限公司 名称:GXF-B型高效低噪斜流风机 型号:6-B 转速:1450r/min 风量:11835m3/h 全压:556Pa 功率:3kW 重量:114kg 间距:1m。 §4.塔架模子布局揣度简介 1、空间布局 通用揣度软件: F1 F2 比如:ANSYS 等 示企图 §4.塔架模子布局揣度简介 2、简化为平面布局 或用小型软件: SMSOLVER 立柱 F3 F4 腹杆 §4.塔架模子布局揣度简介 3、简化的揣度 叠加法 F1 F2 + §4.塔架模子布局揣度简介 3、简化的揣度 1)惟有F1用意 悉数布局作为一 压杆(纰漏腹杆) y F1 ? EI Fcr ? 2 ( ?l ) ?l ? ? ? ?p i 2 x 压杆的横截面 I i? A E ?P ? ? ?P §4.塔架模子布局揣度简介 3、简化的揣度 2)惟有F2用意 y M 悉数布局作为一 ? ? 2aA1 悬臂梁(纰漏腹杆) x M 2?A1 a 2?A1 F2 梁的横截面 M ? 2?A1a 3、简化的揣度 将1 )与2)立 柱的应力叠加 昭彰,高度差异, 立柱中的应力也 差异。 揣度各段立柱的 轴向压力,可按 两头铰支研究稳 定性。 F1 F2 + 3、简化的揣度 亏折之处: 腹杆的内力无法 揣度。 F1 F2 + 对模子揣度书央求 揣度书正在写作上,该当尽量作到,陈说清 楚、简明,有层次,能阐明题目,行动技巧档 案,是模子制制的凭借,不光要本身能看得懂, 也要别人能看得懂。图文并茂最好。切记:不 要将揣度书搞成一堆数据的堆砌,本身不会去 看,别人更不会去看。 合于小型软件:SMSOLVER 布局力学求解器的运用可参考以下网址中的 视频。 心愿通过布局打算大赛使 同砚们更好地操作外面力学和 质料力学的外面与常识,作育 立异思想,加强开首才能。 祝同砚们赢得好的成就!




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