風電機組塔筒結(jié)構(gòu)強度校核與優(yōu)化設計
定 價:42 元
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- 作者:龍凱
- 出版時間:2020/10/30
- ISBN:9787517091134
- 出 版 社:中國水利水電出版社
- 中圖法分類:TM315.36
- 頁碼:116頁
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:32開
本書細致闡述了塔筒薄壁圓筒屈曲強度、應力疲勞相關概念、塔筒焊縫極限強度與疲勞強度分析方法、法蘭連接螺栓疲勞強度分析方法、塔筒渦激振動焊縫疲勞分析方法等。
在一般性行業(yè)中,通用性的結(jié)構(gòu)分析方法通常采用有限元法計算得到結(jié)構(gòu)響應量如位移、應力等,并用于評估結(jié)構(gòu)的剛強度等。與此有所不同,在風電機組結(jié)構(gòu)分析方面,大量采用了工程類算法和有限元法相結(jié)合的手段,并在認證計算(如德國勞式船級社認證、中國鑒衡認證)中強制要求了相關內(nèi)容。作為風電機組支撐結(jié)構(gòu)的塔筒,具有載荷比較復雜,失效形式多樣等特點,在結(jié)構(gòu)強度校核上針對不同的強度類型,需要選擇應用工程類算法或有限元法,由于結(jié)構(gòu)參數(shù)同時影響多種不同類型的強度參數(shù),這使得塔筒結(jié)構(gòu)強度分析與優(yōu)化設計的掌握較為煩瑣困難。因此,向高校學生、工程技術人員普及有關于風電塔筒強度分析與校核的方法,是十分必要的。
有鑒于此,為了適應風力發(fā)電專業(yè)教學的需求,使得風力發(fā)電專業(yè)的研究生具有對風電塔筒結(jié)構(gòu)強度分析與校核\優(yōu)化設計、認證涉及的相關方法的基本認識,作者編寫了這本教材。
本書第1章對風電機組塔筒屈曲分析、螺栓強度、法蘭結(jié)構(gòu)和動力學研究進行了歷史和發(fā)展歷程的綜述;第2章介紹了塔筒焊縫截面應力計算方法,重點介紹了DIN18800-4標準中薄壁圓筒屈曲強度計算方法;第3章介紹了有關應力疲勞相關概念,為后續(xù)章節(jié)打下基礎;第4章介紹了塔筒焊縫極限強度和疲勞強度,其中包括普通焊縫和頂部法蘭焊縫,分別采用了工程算法和有限元方法;第5章介紹了塔筒門洞結(jié)構(gòu)極限強度和焊縫處疲勞強度計算方法;第6章針對法蘭-螺栓系統(tǒng),采用GL認證(德國勞氏船級社)規(guī)范中推薦的Schmidt-Neuper算法對螺栓疲勞強度進行了校核。在此基礎上,采用有限元法建立了法蘭的缺陷模型,進一步揭示了法蘭缺陷對螺栓疲勞壽命的影響;第7章開展了渦激振動下焊縫疲勞分析。
本書出版得到了華北電力大學“雙一流”研究生人才培養(yǎng)項目、國家重點研發(fā)計劃“大型海上風電機組及關鍵部件優(yōu)化設計及批量化制造、安裝調(diào)試與運行關鍵技術”子課題“傳動鏈關鍵部件優(yōu)化設計和批量制造工藝及檢測技術課題”(2018YFB1501304)的資助,在此表示感謝。此外,已畢業(yè)本科生龔大副、劉雨菁,已畢業(yè)研究生謝園奇、毛曉娥、丁文杰,北京航空航天大學賈嬌博士完成了本書中有關章節(jié)的計算分析工作;吉亮、谷春璐、陳卓、楊曉宇等研究生參加了本書的編輯和整理工作,感謝他們付出辛苦的工作和寶貴的時間。
前言
第1章 緒論
1.1 風電機組鋼制塔筒概述
1.2 薄壁圓筒屈曲分析
1.3 螺栓連接與其疲勞強度特性
1.4 風電機組塔筒法蘭結(jié)構(gòu)設計概況
1.5 風電機組塔筒動力學分析
1.6 本章小結(jié)
第2章 塔筒薄壁圓筒屈曲強度校核
2.1 引言
2.2 塔筒坐標系
2.3 鋼制塔筒材料數(shù)據(jù)
2.4 塔筒截面幾何數(shù)據(jù)
2.5 塔筒截面載荷
2.6 基于DIN18800-4的屈曲強度校核
2.6.1 薄壁圓筒的截面應力計算方法
2.6.2 理想屈曲強度
2.6.3 實際屈曲強度計算
2.6.4 極限屈曲強度
2.6.5 屈曲強度判斷準則
2.6.6 實際工程應用
2.7 塔筒門洞的屈曲強度校核
2.7.1 基于GL規(guī)范的縮減因子計算
2.7.2 基于有限元法的縮減因子計算
2.8 本章小結(jié)
第3章 應力疲勞相關概念
3.1 引言
3.2 疲勞基本概念
3.3 應力疲勞
3.4 S-N曲線
3.5 平均應力的影響
3.6 Miner線性積累損傷理論
3.7 隨機譜與循環(huán)計數(shù)法
3.7.1 隨機載荷譜及若干定義
3.7.2 簡化雨流計數(shù)法
3.8 本章小結(jié)
第4章 塔筒焊縫極限強度和疲勞強度
4.1 引言
4.2 塔筒截面任意位置應力
4.3 塔筒焊縫極限強度分析
4.4 塔筒焊縫疲勞強度分析
4.5 等效疲勞強度分析
4.6 實際工程應用
4.6.1 軟件設置
4.6.2 時序載荷
4.6.3 分析結(jié)果
4.7 塔筒頂部法蘭焊縫強度
4.7.1 極限強度
4.7.2 疲勞強度
4.7.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案
4.8 本章小結(jié)
……
第5章 塔筒門洞結(jié)構(gòu)極限強度與疲勞強度
第6章 法蘭連接螺栓疲勞強度分析方法
第7章 塔簡渦激振動焊縫疲勞分析
參考文獻