基于IDA的钢-混凝土混合风电塔筒地震易损性分析

为研究钢-混凝土混合风电塔筒的抗震性能,基于弹塑性纤维梁柱单元理论建立了某钢-混凝土混合风电塔筒二维数值模型,先依据推覆分析结果确定塔筒的5种损伤状态限值,然后分别以截面曲率和考虑高阶振型的复合地震动强度参数IM 1I&2E作为结构需求参数和地震动强度参数,接着选取20条地震动记录进行塔筒的增量动力分析,建立塔筒的地震易损性曲线,并对塔筒的抗震性能进行评估。结果表明:混合塔筒模型的损伤程度与地震动强度参数呈正相关,其抗震性能可满足Ⅶ度(0.15 g)地震作用下的抗震要求,但在Ⅷ度罕遇地震作用下及处于更高烈度区的风电塔筒应当进行专门的抗震设计。

新型4-RRPS爬壁机器人及风电塔筒运行环境下的稳定性分析

在风电机组运维领域中的运维爬壁机器人大多属于特级高处作业,根据特级高处作业特点,爬壁机器人的作业安全性尤为重要,而稳定性是安全性的必要条件。以4-RRPS构型爬壁机器人吸附在塔筒壁面时为分析工况,以吸附力为分析切入点,展开其相关稳定性研究与分析工作。具体包括结构整体在极限倾覆和滑落工况下的最小吸附力分析、单腿抬举运动所需最小推力分析、结构整体的静态稳定裕度分析、携载平台三种工况运动稳定性分析,最终证明该爬壁机器人具备运动平稳性。

风电塔筒用C80高性能混凝土配合比设计研究

本文以天津地区某混凝土塔筒工程实例为依托,对C80截锥状塔筒用混凝土的配合比进行优化设计,研究水胶比和砂率对混凝土工作性能、力学性能及表观效果的影响。综合各项性能测试结果表明:当C80截锥状塔筒用混凝土的水胶比为0.22,砂率为32%时,混凝土的工作性能、力学性能较优,且能够满足工程实际需求,可为该类现场预制塔筒构件用高强高性能混凝土的配合比设计提供技术参考。

机制砂UHPC的性能及其在风电塔筒管片中的应用研究

为拓展超高性能混凝土(UHPC)在风电塔筒管片上的应用,开展了机制砂UHPC在风电塔筒管片中的应用研究。结果表明:在颗粒级配近似替代的原则下,采用连续级配的机制砂可制备出性能优异的UHPC,蒸汽养护48 h后,机制砂UHPC的抗压强度约172.6 MPa,抗拉强度约9.99 MPa;采用机制砂UHPC制备风电塔筒管片,虽然其早期水化放热量较大(内部温度最高可达约80℃),但严格控制生产工艺,可使机制砂UHPC塔筒管片表面无裂缝及其他缺陷。

风电塔筒外壁爬壁机器人结构设计

以风电塔筒外壁运维检测机器人为研究对象,设计了一款可适应风电塔筒外壁曲面的爬壁机器人。针对机器人所处的工作环境,设计了机器人的整体结构布局,计算并验证了机器人所用驱动气缸的参数。根据机器人的整体结构布局,详细介绍了机器人的转向运动原理。最后对机器人的曲面适应性进行了计算分析,验证了机器人的曲面适应性,证明了结构设计的合理性。

螺旋埋弧焊管在风电塔筒制造领域的应用研究

近年来我国风力发电对风电装机的需求不断增大,为了进一步提升风电塔筒的制造技术和效率,对传统风电塔筒制造工艺和螺旋埋弧焊接风电塔筒制造工艺的优点和缺点做了分析比对,提出用螺旋埋弧焊接方法制造风电塔筒有显著的优势,如更高的生产效率、更低的缺陷产生几率及更少的环焊缝。目前国外已经开始采用螺旋埋弧焊接工艺制造风电塔筒,我国螺旋埋弧焊管企业需要克服超大管径、壁厚和管长等技术难题,以更好地推进螺旋埋弧焊管在风电塔筒制造中的应用。

风电塔筒的制造与质量控制策略

深入探讨风电塔筒制造工艺和质量控制对风力发电系统的至关重要。详细讨论了制造工艺的设计规划、材料准备、焊接、附件拼装及运输等关键步骤,着重强调了对风电塔筒特性的重视,如耐候性、抗腐蚀性以及轻量化设计的重要性。此外,详述了质量控制标准和措施,包括结构性能测试、材料检验、焊接质量控制以及非破坏性测试,旨在保证其质量和稳定性。总体而言,风电塔筒的良好制造工艺和质量控制是确保风力系统可靠性和长期运行的基础,为推动清洁能源的可持续发展发挥着重要作用。

风电塔架黑塔制作工艺研究

风电塔架作为风电系统的基础设施,其稳定性和可靠性对整个风电系统的性能至关重要。黑塔,作为风电塔架的一部分,其制作质量直接影响到风电塔架的整体性能,特别是焊接工艺,作为黑塔制作中的关键环节,其质量不仅决定塔架的结构完整性,也关系到长期运行中的安全性和可靠性。本文通过分析黑塔制作中的焊接技术步骤,从材料选择、焊接流程到后期处理和质量控制,提出一系列优化措施,旨在提升黑塔的制作效率和质量,进而为风电塔架的稳定运行提供坚实的基础。通过这一研究,期望为风电行业提供更加可靠和高效的技术支持,促进风能的持续发展。

2种钢管混凝土格构式风电塔架节点受力性能对比分析

对钢管混凝土装配式附着板节点和万向包裹Y型节点2种不同构造节点进行ABAQUS有限元分析,从静力荷载下的受力全过程、塑性区域发展情况、传力机制等方面进行对比。结果表明,各节点屈服阶段的变化规律基本吻合,具有良好的承载能力。装配式附着板节点的高应力区出现在节点板上,装配式万向包裹Y型节点由于已增加球杆连接件作为节点的传力构件,其高应力区主要集中在球杆连接件的下部。该文总结的2种钢管混凝土格构式风电塔架节点从适用性来说,建议使用钢管混凝土装配式附着板节点。

大直径陆上风电塔筒海运技术方案研究

文章针对长距离海洋运输特点,结合大直径陆上风电塔筒结构特点,设计出适用于大直径陆上风电塔筒双层摞节运输的专用运输技术方案,旨在提高风电塔筒长距离海洋运输效率和稳定性,同时降低运输成本和风险。该技术方案采用了双层结构设计,减少了对单层运输技术的依赖,解决了传统单层运输技术存在的不足。

混凝土-钢结构混合式风电塔架转接段制作工艺探索与实践

主要探讨混凝土-钢结构混合式风电塔架转接段制作过程中的关键环节,采用精确切割技术、焊缝温度控制以及精细化法兰组合操作等手段,对塔架整体制造工艺的科学性和可行性进行全面考究,并提出一套具有显著成效的制作方法。

风电塔筒C75高强混凝土的制备及应用研究

该文结合当地原材料特性,探究了原材料及配合比参数对C75高强混凝土工作性能和力学性能的影响,并对优选配合比进行耐久性验证和工程应用。结果表明:通过材料优选和配合比优化设计,利用水洗机制砂、石灰岩碎石、I级粉煤灰和硅灰复掺取代25%水泥,配制出了具有优异工作性能、力学性能和耐久性能的C75高强混凝土,拆模后混凝土塔筒整体外观质量良好。

基于超声检测技术风电塔筒焊接缺陷智能化检测研究

通过LabVIEW等软硬件结合,搭建智能化超声检测系统,解决风电塔筒焊缝在超声检测过程中技术难度大、效率低,存在误判、漏检等问题。首先搭建超声检测系统,通过传统超声设备获取焊缝检测信号,其次利用小波法去噪、提取特征值,得到高质量缺陷信号。最后构建BP神经网络模型,搭建数据库,通过神经网络训练,获得最优权值和阈值,可对缺陷进行有效的分类和识别。结果表明,超声检测系统对裂纹、气孔、夹渣的识别率达到了87.5%,降低了技术难度,提高了缺陷判断的准确性和可靠性。

三维激光扫描技术在风电塔筒成品检验测量中的应用

随着风电行业的迅速发展,风电塔筒的质量控制和成品检验变得至关重要。由于塔筒一般为曲面结构,传统方法存在测量精度不高、效率低等问题,三维激光扫描技术作为一种高精度、高效率的测量方法,逐渐被应用在风电塔筒的成品检验中。介绍了三维激光扫描技术的原理和应用,通过实际工程案例,验证了三维激光扫描技术在风电塔筒成品检验中的可行性和价值,研究结果可为风电塔筒的质量控制和安全监测提供参考。

风电塔筒钢板高效卷制设备的升级创新研究及实践应用

对现有的风电塔筒钢板高效卷制设备进行分析并提出改进策略,在降低成本、提高效率以及减少设备损坏率等方面施行改良。实践表明,本次改进实践提升了生产能力和产品合格率,降低了维护成本和设备损耗,可以为未来相关领域内的研究提供经验借鉴。

风电塔筒用钢板夹杂物原因分析与改进

应用光谱仪、ASPEX-1020夹杂物自动分析仪测定兴澄特钢S355J0+N风电塔筒用钢冶炼过程中钢液成分和夹杂物数量、成分。通过分析试样中典型夹杂物组分,探讨了夹杂物的演变过程;根据中间包样中夹杂物比钢包样中夹杂物更多的情况,初步判定钢包钢水在进入中间包非稳态状态下,钢水被二次氧化。研究结果表明:通过做好连铸保护浇注、使用吹氩塞棒,S355J0+N风电塔筒用钢的夹杂物指数能稳定在9.5以下。

梯形扰流筋对风电塔筒疲劳特性的影响

以某MW级风电塔筒为主要研究对象,应用仿真方法研究在塔筒表面增设梯形扰流筋对其疲劳强度的影响。为了降低涡激频率和提高塔筒静强度,应用流固耦合分析确定扰流筋的最优化筋型。根据Davenport功率谱模拟风电塔筒脉动风速时程和风荷载,得到加筋后塔筒上最大疲劳应力的时程曲线,并对比分析了增设扰流筋前后塔筒疲劳寿命的变化。最后应用雨流计数法得到加筋塔筒的变幅荷载谱,并基于材料特性和疲劳理论计算加筋塔筒的疲劳寿命。结果表明:在风电塔筒外表面加扰流筋虽然能有效削弱塔筒涡激振动的频率,但同时会削弱塔筒的疲劳强度,因此需要在确保加筋后塔筒疲劳寿命仍满足设计要求的前提下合理选择筋型。

含典型缺陷的风电塔筒环焊缝强度分析

气孔、夹渣、裂纹等缺陷在风电塔筒环焊缝缺陷中占比较高,严重影响风电塔筒的安全运行,因此对含典型缺陷的风电塔筒环焊缝进行强度分析具有重要的工程应用价值。以某2 MW风电塔筒为研究对象,采用规则的空心球体、半圆柱体、空心矩形对缺陷进行表征,基于子模型技术建立了含环焊缝缺陷的风电塔筒非线性有限元模型,并采用基于屈服强度的失效判据,对3种极限载荷工况下含不同类型、大小和位置的环焊缝缺陷进行了强度分析。研究表明:对于单个球形气孔缺陷,随着气孔半径从2 mm增加到8 mm,塔筒的环焊缝最大等效应力增大,且气孔越靠近风电塔筒内外表面,最大等效应力越大;对于裂纹缺陷,最大等效应力随着裂纹缺陷长度增大而增大,但当缺陷长度大于25 mm时,最大等效应力出现降低趋势。在Fxy,max工况下,超过屈服强度,影响风电塔筒的安全性,属于较为危险的缺陷形式,而该研究可以对实际含焊接缺陷的风电塔筒的安全性判定提供理论参考。

基于最不利塔顶位移相图法的风电塔筒动力屈曲研究

风电结构作为一种高耸的薄壁结构,易发生动力屈曲破坏,而我国的风电结构大多都不可避免地建于地震易发区。以西北地区某2.5 MW风力发电机为原型,对风-震耦合作用下风电塔筒的动力屈曲行为开展研究:基于谐波叠加法、叶素动量理论及尾流模型计算运转工况下风电结构所受风荷载;建立风电结构的有限元模型,探讨输入角度对于风电塔筒在风、地震及风-震耦合作用下的动力响应的影响;结合增量动力分析,提出基于“最不利塔顶位移相图法”来研究风电塔筒在风-震耦合作用下的动力屈曲行为,并探讨其主导因素。研究结果表明:风-震耦合作用会导致风电塔筒在强度方面的额外需求;在确定门洞的朝向问题上应考虑风-震耦合作用的因素;风-震耦合作用下风电塔筒呈现局部的塑性动力屈曲现象,而基于“最不利塔顶位移相图法”可以很好地判别并分析风电塔筒的动力屈曲。

基于声发射信号的风电塔筒疲劳寿命预测

针对风电塔筒疲劳寿命难以有效预测的问题,提出了基于声发射特征参数融合退化曲线和PSO-LSTM(粒子群-长短时记忆)寿命预测模型的疲劳寿命预测方法。首先在实验室条件下基于声发射技术采集风电塔筒原材料(Q355E)疲劳全过程的声发射信号,从原始信号的时域与频域特征中提取特征参量,之后应用PCA(主成分分析)方法对特征参量进行融合,将第一主成分作为融合之后的特征曲线;最后以LSTM模型为基础,使用PSO算法优化模型参数,并建立PSO-LSTM模型来进行寿命预测。结果表明,使用优化模型的预测精度比单一模型的要高,具备一定的工业前景。