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 |
|