Βασικές αρχές διατομών τύπου sandwich για πυλώνες ανεμογεννητριών

Mousteraki, Aikaterini; Μουστεράκη, Αικατερίνη

dc.contributor.author	Mousteraki, Aikaterini	en
dc.contributor.author	Μουστεράκη, Αικατερίνη	el
dc.date.accessioned	2015-04-02T10:32:15Z
dc.date.available	2015-04-02T10:32:15Z
dc.date.issued	2015-04-02
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/40541
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.7665
dc.rights	Default License
dc.subject	Ανεμογεννήτριες	el
dc.subject	Πυλώνες	el
dc.subject	Αιολική	el
dc.subject	Παραμετρική ανάλυση	el
dc.subject	Διατομή sandwich	el
dc.subject	Διατομή section	en
dc.subject	Parametric analysis	en
dc.subject	Wind turbine tower	en
dc.subject	Wind energy	el
dc.subject	Cylindrical sandwich section	el
dc.title	Βασικές αρχές διατομών τύπου sandwich για πυλώνες ανεμογεννητριών	el
dc.title	Basic principles of sandwich sections for wind turbine towers	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μεταλλικές κατασκευές	el
heal.classification	Μηχανική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2014-12-15
heal.abstract	Στην παρούσα διπλωματική εργασία διερευνάται η αξιοποίηση μιας σύνθετης διατομής sandwich στην κατασκευή ενός πυλώνα ανεμογεννήτριας. Στο πρώτο κεφάλαιο παρουσιάζεται μια ιστορική αναδρομή στην εξέλιξη και στην αξιοποίηση του τομέα παραγωγής αιολικής ενέργειας, ενώ παράλληλα περιγράφονται οι αυξημένες ενεργειακές απαιτήσεις που προβλέπονται για τις επόμενες δεκαετίες. Στη συνέχεια παρουσιάζεται η δομή και η λειτουργία μιας ανεμογεννήτριας, ο κύκλος ζωής της και το κανονιστικό πλαίσιο σχεδιασμού της. Στο δεύτερο κεφάλαιο τονίζεται η ανάγκη προς εύρεση νέων εναλλακτικών λύσεων όσον αφορά την κατασκευή του πυλώνα μιας ανεμογεννήτριας, δεδομένων των αυξημένων ενεργειακών απαιτήσεων και των δυσκολιών στην εφαρμογή των υπαρχουσών λύσεων. Μελετάται η χρησιμοποίηση μιας σύνθετης διατομής τύπου sandwich, ενώ περιγράφεται η δομή της, τα υλικά που ενδέχεται να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή της, οι μηχανισμοί αστοχίας της και οι τρόποι υπολογισμού της φέρουσας ικανότητάς της. Ακόμη, παρουσιάζονται βιβλιογραφικά στοιχεία που αφορούν το βέλτιστο σχεδιασμό της διατομής. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζεται η αναλυτική προσέγγιση της συμπεριφοράς μιας κυκλικής διατομής sandwich υπό καθεστώς αξονικής καταπόνησης . Στη συνέχεια, καταστρώνονται οι εξισώσεις που αφορούν την καταπόνηση της διατομής από μονοαξονική κάμψη, που οδηγούν στην εύρεση του ουδέτερου άξονα της διατομής, αλλά και των μεγεθών της ελαστικής ροπής, της ρο πής πλήρους πλαστικοποίησής της και των ροπών που αναπτύσσονται στα ενδιάμεσα στάδια της διαρροής . Έπειτα, γίνετα ι προσπάθεια για έλεγχο της εγκυρότητας της μεθοδολογίας που παρουσιάστηκε , μέσω της σύγκρισης των αναλυτικών αποτελεσμάτων, όπως αυτά παρουσιάστηκαν μ ε τη μορφή διαγράμματος ροπών - καμπυλοτήτων και των αντίστοιχων που προέκυψαν από το πρόγραμμα ανάλυσης my Biaxial . Στο τέταρτο κεφ άλαιο παρατίθεται μια σειρά διαγραμμάτων που μορφώθηκαν στα πλαίσια παραμετρικών αναλύσεων της διατομής sandwich υπό καμπτική φόρτιση . Καταγράφεται , έτσι , η επίδραση του πάχους των ελασμάτων και της ποιότητας των υλικών κατασκευής μ ιας διατομής sandwich στα μεγέθη της ελαστικής ροπής, της ισοδύναμης δυσκαμψίας, της πλαστικής ροπής αντοχής, καθώς και της πλαστιμότητας της διατομής. Στο πέμπτο και τελευταίο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα γενικά συμπεράσματα της εργασίας και γίνονται προτάσ εις για την περα ιτέρω διερεύνηση της σύνθετης διατομής sandwich και των δυνατοτήτων της.	el
heal.abstract	In the present thesis, the use of a san dwich - type section on a wind turbine tower is investigated . In the first chapter a literature review of the evolution and development of wind energy converters is presented. Furthermore, t he worldwide significantly increased demand in wind energy is highli ghted , while the structural characteristics, the mechanical parts , the operation, the life cycle , and the structural design regulations that govern the construction of a wind turbine tower are introduced. In the second chapter , the need for new , alternativ e solutions regarding the cons t ruction methods of a tower section, due to the high energy consumption levels and the constraints that the existing methods induce , is presented. The use of a composite sandwich section is , thus, investigated. Additionally, t he pertinent sections’ structure, the range of material combinat ion s that can be used , along with the failure modes and the methods of stability and strength calculation of a wind turbine’ s sandwich - type section are presented. In the third chapter, an ana lytical solution describing the behavior of a cylindrical sandwich section subjected to axial loading is formulated . Particularly , the differences between the bearing capacity of the section due to tension and compression are delineated . In addition, the e quations that describe the bending resistance in the elastic and plastic range under pure bending, the bending moments that are developed between those critical values of resistance and the accordingly varying position of the neutral axis of the section ar e also investigated in this chapter. Moreover, a comparison is carried out between the previously - presented analytical solution governing the composite section and the results taken from the software program myBiaxial , via a moment - curvature diagram . In th e fourth chapter, the results of the analytical solution presented in chapter three are imported into the Mathematica software environment , in order to pursue an extensive parametric analysis, involving a wide range of steel and concrete qualitie s, as well as thicknesses of the faces and the core. The analysis investigates the effect of these parameters on the elastic bending resistance, the plastic bending resistance, the equivalent stiffness, and the ductility of the cylindrical sandwich section subjected to pure bending. Additionally , data taken from the literature about the optimization of a sandwich shell are presented. In the sixth and last chapter, conclusions of the diploma thesis are presented and proposals for further investigation of the propertie s and capabilities of composite sandwich section s are suggested.	en
heal.advisorName	Γαντές, Χαράλαμπος	el
heal.committeeMemberName	Ραυτογιάννης, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Αβραάμ, Αναστάσιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Δομοστατικής	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	92 σ.
heal.fullTextAvailability	true