钢管混凝土格构式三肢柱风力发电机塔架受力性能研究

论文摘要

随着风力发电机发电容量的日益增大，风力发电机塔架的高度和塔架顶部重量也逐渐增加，从而对风力发电机塔架的受力性能要求越来越高。为了使风力发电机塔架受力更加合理，结构的材料得到更好的发挥以及拓展钢管混凝土结构的使用范围，丰富风力发电塔架结构的形式，优化风力发电的经济效益，突破由于运输条件对塔架高度的限制，本文在总结分析国内外关于风力发电机塔架的研究和应用现状的基础上，提出了钢管混凝土格构式三肢柱风力发电机塔架。本文参照内蒙古白云鄂博地区的1.5MW锥筒型风力发电机塔架，设计钢管混凝土格构式三肢柱风力发电机塔架，并对其缩尺模型进行拟静力试验，研究它的内力变化及破坏过程、滞回性能、承载力、延性和耗能能力等受力性能。研究结果表明：钢管混凝土格构式三肢柱风力发电机塔架结构的P-Δ滞回曲线呈不对称较饱满的“梭形”，无明显“捏缩”现象，说明其具有良好的受力性能和耗能能力；钢管混凝土格构式三肢柱风力发电机塔架结构的正向承载力小于反向承载力，而正向延性系数大于反向延性系数，反向延性系数为2.4；钢管混凝土格构式三肢柱风力发电机塔架结构无明显的强度退化，但刚度退化较快。通过这些研究成果初步了解了钢管混凝土格构式三肢柱风力发电机塔架的受力性能，并为钢管混凝土格构式三肢柱风力发电机塔架的进一步研究提供理论依据和试验基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 钢管混凝土的特点及工程应用
• 1.2 风力发电概述
• 1.2.1 风力发电的意义及特点
• 1.2.2 全球的风力资源丰富
• 1.2.3 国内外风力发电的发展现状
• 1.2.3.1 国外风力发电的发展现状
• 1.2.3.2 我国风力发电的发展状况
• 1.2.4 风力机种类
• 1.2.5 风力发电机塔架的种类
• 1.2.6 国内外风力发电机塔架的研究现状
• 1.3 课题的提出和本文的研究内容
• 1.4 课题的创新点及技术路线
• 2 钢管混凝土格构式三肢柱风力发电机塔架的设计
• 2.1 钢管混凝土格构式三肢柱风力发电机塔架主体结构的确定
• 2.2 钢管混凝土格构式三肢柱风力发电机塔架的设计步骤
• 2.3 钢管混凝土格构式三肢柱风力发电机塔架的荷载计算
• 2.4 钢管混凝土格构式三肢柱风力发电机塔架的简化
• 2.5 钢管混凝土格构式三肢柱风力发电机塔架构件尺寸的确定
• 3 钢管混凝土格构式三肢柱风力发电机塔架受力性能的试验研究
• 3.1 塔架模型的设计
• 3.2 试件的制作
• 3.3 钢材和混凝土的力学性能
• 3.4 测量方案
• 3.5 加载装置
• 3.6 加载制度
• 3.7 受力性能的分析
• 3.7.1 内力变化及破坏过程分析
• 3.7.2 P Δ滞回曲线
• 3.7.3 骨架曲线及延性
• 3.7.4 强度及刚度退化
• 3.7.5 耗能能力
• 3.7.6 节点板应变分析
• 4 结论与建议
• 4.1 结论
• 4.2 建议
• 参考文献
• 致谢