大型风力机叶片的随机振动分析

在不具备风场环境或风洞试验的条件下,基于有限元法建立大型风力机叶片的结构模型和随机风荷载作用下的模拟系统,研究了结构的固有频率和固有振型,以及在给定等效加速度功率谱密度条件下叶片的振动响应随频率的变化规律。通过计算对比发现,叶片结构模型合理有效,可用于模拟实验。在给定加速度功率谱密度条件下,叶尖位移在结构所容许的范围之内;速度和加速度值较小,叶根处最大应力远小于材料的极限应力,结构安全。研究通过对风力机叶片进行随机模拟实验,可以给风力机叶片的制造提供有效的理论依据和安全经济的结构形式。     

水平轴风力机塔架载荷谱及疲劳寿命仿真分析

针对1.5 MW水平轴风力机,建立风力机的有限元模型。运用风振系数法和Betz动量理论计算风力机拟静力风载荷,以三角级数叠加法为基础分析了风力机塔架在复杂交变载荷作用下的响应,基于Miner线性疲劳累积损伤理论,分析了该类风力机塔架的疲劳寿命。结果表明,满足设计寿命要求30年,为风力机结构设计提供了参考依据。     

双层柱面网壳受力分析研究

双层柱面网壳的建模计算及优化分析是本研究的主要内容.本研究所建模型腹杆的连接方式有抽空正放四角锥体系与正放四角锥体系两种形式.在参数化建模的基础上,通过ANSYS有限元静力分析,得到了两种形式下的双层柱面网壳结构应力、杆件内力值以及位移,并对其结果进行分析,总结出其中相对应的规律.在对结构静力分析结果的基础上,对正放抽...     

灰土桩复合地基有限元分析

应用弹塑性有限元方法,研究了灰土桩复合地基受力机理.结果表明:在固结作用最大位移发生在布桩的位置,沿着桩径的增大,位移逐渐减小;桩顶附近的超静孔隙水压力比较大,桩端下地基上中的超静孔隙水压力较小,且沿着桩身长度方向孔压值呈现一种递减的趋势;下卧层和加固层间水压力差逐渐减小,桩间土的有效应力明显小于桩和桩下端土体的有效应力;荷载作用下整个复合地基桩的位移比桩间土位移小,桩左右边界附近均有一定量的隆起,但是隆起量不大,对工程不会造成太大的影响,在地基稳定性的模拟与计算中,桩左右的隆起所产生的影响也是不可忽视的;在荷载作用下桩的有效应力明显大于桩间土的有效应力,在桩头和桩端有明显的应力集中现象,最大有效应力发生在桩端与土体接触的界面附近.     

深中通道某异形钢箱梁横向分块施工受力分析

【目的】为论证施加压重荷载方案的可行性，以深中通道某工程为研究背景，研究各施工阶段下梁块线形和应力情况。【方法】采用Midas Civil板单元建立钢箱梁横向分块安装有限元模型，分析箱梁吊装到临时支撑、施加压重荷载两个施工阶段，钢箱梁纵缝处的位移及主要构件的应力情况。【结果】结果表明，D、E段钢箱梁分块吊装到临时支撑后，钢箱梁横向分块后箱梁接缝处存在位移差，位移差最大值分别为5.9 mm、8.9 mm，且都发生在跨中截面处；施加不同的压重荷载后，纵缝处的最大位移差绝对值减小85%、79%，且理论位移差皆不超过2 mm；顶板、底板、腹板的应力分布规律基本一致，且应力值均不超过80 MPa。【结论】横向分块施工方案安全合理，研究成果可为同类型桥梁横向分块施工提供参考。     

基于附加质量法的二维重力坝地震响应研究

为研究重力坝在地震动力荷载作用下的一般反应规律,以万家寨水利工程挡水坝段为分析对象,基于附加质量法对其进行动力时程分析,分析坝体关键点在地震过程中的应力、位移、损伤等地震响应的变化规律。结果表明:坝体不同部位的应力变化趋势基本相同,其中最大应力值出现在下游折坡点处,峰值应力9.78 MPa;随着坝体高度的增加位移增大,位于同一高度时,下游位移高于上游位移;损伤主要集中在下游折坡点处,随着地震的持续增大,从F点逐渐向坝体内部扩展。     

拱型波纹屋盖结构风致振动数值模拟研究

为研究拱型波纹屋盖结构在脉动风作用下的风振响应及位移风振系数,利用MATLAB语言编制波纹拱在不同跨度、矢跨比及支座约束情况下的风速数值模拟程序,得到各节点位置处风压时程,并将风压施加在有限元分析模型的单元上,利用ANSYS有限元分析软件对18m、30m跨波纹拱进行水平及竖向平均风、脉动风作用下的风振响应分析,得到了结构的风振系数.计算结果得出,结构在脉动风作用下位移的变形特点与相应平均风作用相一致,结构在脉动风作用下的各节点竖向位移大于在平均风作用下的位移,且水平脉动风作用下的竖向位移大于在竖向脉动风作用下的位移.风振系数随着结构的跨度增大而增大,支座约束为固支波纹拱的风振系数小于铰支波纹拱,因此提高结构刚度可以降低结构的风振系数.     

条形荷载作用下粘土边坡稳定特征数值分析

为分析坡顶条形荷载作用下的边坡稳定特征,运用有限元强度折减法,以均质粘土边坡为研究对象,在坡顶不同位置施加条形荷载,分析边坡稳定安全系数、坡体内最大剪应力、X方向最大位移以及潜在滑裂面位置4个指标的变化规律。结果表明,边坡稳定性与条形荷载值呈正相关,荷载距坡顶边缘越近,稳定性越差;坡体内最大剪应力、最大位移值与荷载值呈正相关,荷载离坡顶边缘较远时,最大剪应力出现在荷载右缘下方坡体中;坡顶边缘作用有大荷载时,坡体最大位移值增加较快;随着荷载向右移动,边坡潜在滑裂面也向右偏移。     

多用途农作物深加工用烘干装置创新设计

针对南方地区储存潮湿环境下农作物与谷物易发霉变质问题，在传统的烘干设备的基础上，基于小型农户多种农作物烘干需求，集成立式和立体干燥机烘干优势，设计一种将机械翻仓与干燥原理相结合的烘干装置．利用红外线照射，实现烘干、消杀一体化，并通过ANSYS仿真模拟对主轴静力分析．结果表明，最大应力、变形和位移均满足要求，该设计为农作物烘干提供了新思路．     

车辆随机荷载作用下沥青路面力学响应研究

针对车辆荷载作用下路面力学响应问题,本文以沥青路面为研究对象,利用随机荷载来模拟车辆荷载,结合具体实例分析了沥青路面在随机荷载作用下的力学响应规律,得到具体结论如下:(1)随机荷载作用下路面位移变化呈非线性;(2)路面体不同位置处的位移值是不同的,面层上部要比基层底部的位移值偏大;(3)由于力沿深度方向传递需要一定的过程,导致位移变化沿深度方向出现滞后的现象。     

水平轴风力机塔架的力学建模及ANSYS仿真分析

结合大型风力机塔架结构特点及受力特征,建立了变截面筒型塔架的计算模型.基于结构动力学原理,推导塔架顶端水平位移及基频计算公式,运用有限元软件ANSYS对塔架进行了静、动态特性分析和仿真计算.结果表明:有限元模型在工程应用中是切实可行的,为风力机机组的结构设计提供了理论依据.     

湍流强度对水平轴风力机气动性能的影响

为了研究水平轴风力机气动性能随湍流强度的影响,基于CFD软件对不同来流风速工况下的33kW水平轴风力机风轮模型进行三维数值模拟,对比分析风力机在湍流强度I为0.1%、14%、25%时的气动性能。结果表明:随着来流湍流强度的增加,水平轴风力机叶片表面压差会有一定程度的减小,从而导致风力机风轮转矩减小,风力机风能利用效率明显降低。     

“造型—减风压”方法在空间结构中应用的探索

提出一种新的造型方法,通过改变网壳围护结构形状而改善其表面静风压力分布.应用有限元软件仿真,通过流—固单项耦合（FSI）计算了单层球面网壳围护结构表面的静风压力,并且初步探讨了风压的改变对主结构应力的影响.结果表明,改造方案将静风压力危险区的面积减少了48.8%.这种造型方法对研究改善其它形式结构表面静风压力的分布具有启发意义.     

大型坞门的有限元静力特性分析

应用ANSYS软件对某大型坞门进行有限元仿真计算,计算坞门在水压力作用下的约束反力、变形和应力,为坞门的结构设计提供理论依据.计算结果表明,该坞门的梁系布置和拟定的截面尺寸是合理的,其面板、甲板、纵横梁等主要受力构件在水压力作用下的最大应力为许用应力的67%～92%,趋于优化设计要求.     

湍流强度对叶片扭转的影响

风场的湍流强度是影响风能利用和引起风力机振动的重要指标.按照风电场风能资源评估方法[1]计算湍流强度,在风力机叶片的一般假设模型下提出了一个新的扭转振动方程,根据双参数威布尔分布统计描述风速,并用标准差和平均值估计两个参数,得出了关于湍流强度的叶片扭转响应的计算式.计算得出在中等程度以上的湍流下,湍流强度值为0.25～0.35时扭转响应最大,对风能的利用及对风机的影响最大;对于更大的湍流强度值(>1.0),湍流将对风机造成破坏性影响.     

基于UG风力机叶片设计与建模新方法

关于风力机叶片建模新方法的研究,根据叶片的特点,通过专业翼型软件Profili生成翼型曲线,再基于UG的多曲线创建体功能实现叶片的建模.此种方法,大大提高了建模的效率,并且对叶片的翼型有了更准确的模拟,以2000 kW水平轴的大型风力机为例,实现了叶片的建模.     

加工中心立柱的静力学分析

立柱是加工中心的重要组成部分.针对其特点利用有限元方法,在Pro/E中建立三维模型,并利用ANSYS软件对立柱进行静力学分析,通过有限元计算得到了立柱在重力和切削力作用下的变形、应力和应变分布,并得出导轨最大位移变形量为0.837×10-7mm.经分析找出了衡量立柱刚度大小的主要因素,从而为加工中心的改进提供可靠的理论依据.     

大型水平轴风力机叶片的空气动力学分析

采用1．5MW的风力机叶片,通过Pro／E建模并缩放模型,在GAMBIT里划分网格,导入FLUENT进行计算．结果表明：截面翼型的上表面流速大于下表面流速,符合实际情况,缩放模型是可行的．为以后的模拟研究和使用提供了参考依据．     

端板连接的半刚性对钢框架性能的影响

采用有限元软件ANSYS对一两跨6层的钢框架模型分别进行静力、特征值屈曲和模态分析,研究端板半刚性连接钢框架在外荷载作用下的性能,通过与相应的刚性连接钢框架比较,得出端板连接的半刚性对结构内力、位移、稳定性和周期产生的影响,并为使结构设计更合理和结构真实状态更相符而提供了理论依据.