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10MW水平轴风力发电机桁架支撑结构设计开题报告

 2020-05-08 15:07:59  

1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)

风力发电机支撑结构设计 选题意义: 当前我国经济持续稳定发展,工业化进程稳步推进,对电力的需求日益增 长。

据中国风能协会数据,2018 年 1-10 月,中国风电装机量为 1447 万千瓦, 截至 2018 年 10 月,中国累计装机容量为 20286 万千瓦,风电由此跃升为我国 第三大电力来源。

在中国能源革命的大背景下,发展可再生能源,建立多元能 源供应体系,推动风能等可再生能源的快速发展,从而实现从传统能源自然转 型到清洁能源,因而要加快拓展分散式风电、海上风电、国际间合作等新的风 电行业空间发展。

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

研究的问题: (1) 风力发电机支撑结构基础的地基反力分析及计算; (2) 风力发电机支撑结构地基(桩基础)与塔架连接的方式和该 处的受力分析及计算; (3) 风力机受到的外载荷分析,包括环境载荷、工作载荷、施工 载荷等; (4) 支撑结构受到风机自重、风载荷和塔架形式的影响,分析其 应力状况和安全性能; (5) 在上述前提下利用 ansys 建立有限元模型,所有连接点进行 简化并优化设计。

研究途径: (1) 根据动量理论和叶素理论计算风轮所受风载荷; (2) 根据动量理论和叶素理论计算塔筒所受风载荷; (3) 根据 winkler 假定和具体环境土质特性选用复合地基反力法 中的 p-y 曲线法进行计算分析地基反力; (4) 根据风机作业情况分析各种载荷组合后对风机的影响; (5) 校核整体结构设计的强度与刚度; (6) 利用有限元软件 ansys 合理设计支撑结构布置和尺寸; (7) 利用 ansys 自带优化模块根据约束条件进行优化分析。

研究要求: 设计 10mw 风力发电机桁架结构;利用 catia 绘制三维造型;导 出主要零部件的 cad 图纸。

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