HEAL DSpace

Μελέτη λυγισμού πυλώνων ανεμογεννητριών με χρήση μη γραμμικών αναλύσεων πεπερασμένων στοιχείων

DSpace/Manakin Repository

Show simple item record

dc.contributor.author Χονδρογιάννης, Κυριάκος-Αλέξανδρος el
dc.contributor.author Chondrogiannis, Kyriakos-Alexandros en
dc.date.accessioned 2020-04-15T10:48:41Z
dc.date.available 2020-04-15T10:48:41Z
dc.identifier.uri https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/50172
dc.identifier.uri http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.17870
dc.rights Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα *
dc.rights.uri http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/ *
dc.subject Ανεμογεννήτρια el
dc.subject Πεπερασμένα στοιχεία el
dc.subject Κέλυφος el
dc.subject Λυγισμός el
dc.subject Μη γραμμική ανάλυση el
dc.subject Wind turbine en
dc.subject Finite elements en
dc.subject Shell en
dc.subject Buckling en
dc.subject GMNIA en
dc.title Μελέτη λυγισμού πυλώνων ανεμογεννητριών με χρήση μη γραμμικών αναλύσεων πεπερασμένων στοιχείων el
heal.type bachelorThesis
heal.classification Δομική Μηχανική el
heal.language el
heal.access free
heal.recordProvider ntua el
heal.publicationDate 2019-07-01
heal.abstract Στην σύγχρονη εποχή, όπου οι απαιτήσεις στην ενέργεια αυξάνονται διαρκώς, παρουσιάζεται έντονο ενδιαφέρον προς την εκμετάλλευση ανανεώσιμων πηγών, με την αιολική ενέργεια να αποτελεί ένα ιδιαίτερα αναπτυσσόμενο τομέα. Καθοριστικός για την εφαρμογή της μεθόδου είναι ο βέλτιστος οικονομικά σχεδιασμός των ανεμογεννητριών, με τον πυλώνα αυτών να έχει την μεγαλύτερη βαρύτητα. Τα τελευταία χρόνια παρατηρείται επιπλέον προσπάθεια αύξησης του ύψους των πυλώνων για την αξιοποίηση ισχυρότερων ανέμων που εμφανίζονται σε μεγαλύτερα υψόμετρα. Στην συγκεκριμένη εργασία χρησιμοποιήθηκε ως αντιπροσωπευτική γεωμετρία ελέγχου χαλύβδινος πυλώνας ύψους περί τα 118m, σχήματος κυλινδρικού και κολουροκωνικού κελύφους. Πέραν της ακριβούς γεωμετρίας, παρασχέθηκαν επιπλέον δεδομένα περιβάλλουσας εντατικών μεγεθών σε συγκεκριμένες διατομές της κατασκευής, από τα οποία επιλέχθηκαν οι δυσμενέστεροι συνδυασμοί. Για την πραγματοποίηση των ελέγχων στον πυλώνα δημιουργήθηκαν μοντέλα πεπερασμένων στοιχείων στα οποία εφαρμόστηκαν μη γραμμικές αναλύσεις. Προκειμένου τα προσομοιώματα να είναι αποδοτικά από άποψη υπολογιστικού κόστους, διερευνήθηκε ο βέλτιστος τρόπος προσομοίωσης των συστατικών μερών της κατασκευής, χωρίς επίδραση στην αξιοπιστία των αποτελεσμάτων. Κατά τους ελέγχους έγινε σύγκριση μεταξύ διαφορετικών κατασκευαστικών ποιοτήτων, οι οποίες αναφέρονται στο ανεκτό μέγεθος αρχικών ατελειών. Στην συνέχεια δημιουργήθηκαν διαγράμματα του βαθμού εκμετάλλευσης των διατομών στο ύψος του πυλώνα, για τις διαφορετικές κατασκευαστικές κατηγορίες. Η αντοχή του φορέα προέκυψε από τους ελέγχους ευστάθειας με την χρήση μη γραμμικών αναλύσεων γεωμετρίας και υλικού με εισαγωγή ατελειών, με την μορφή αστοχίας να καθορίζεται από την εμφάνιση τοπικού λυγισμού. Επιπλέον μελετήθηκε η επίδραση της θεμελίωσης στην δυναμική απόκριση της κατασκευής και προσδιορίστηκαν οι συνθήκες που πρέπει να πληρούνται ούτως ώστε να αποφευχθεί ο συντονισμός της κατασκευής με τις δυναμικές και περιοδικές φορτίσεις. Τέλος διερευνήθηκε η δυνατότητα βελτιστοποίησης σχετικά με τις διατομές των φλαντζών στις θέσεις συνδέσεων αποκατάστασης συνέχειας, με κριτήριο την επάρκεια της αντοχής του φορέα σε λυγισμό. Η αποτελεσματικότητα των τροποποιήσεων επιβεβαιώθηκε από εφαρμογή μη γραμμικών αναλύσεων πεπερασμένων στοιχείων, όπου διαπιστώθηκε η διατήρηση της αντοχής του φορέα. Ως εκ τούτου εξήχθησαν σημαντικά συμπεράσματα για τα περιθώρια εξοικονόμησης υλικού της κατασκευής. el
heal.abstract In the modern era, where energy requirements are constantly increasing, there is a strong interest in exploiting renewable sources, with one of the most growing sectors being wind power. Determining factor for the application of the method is the economically optimum design of wind turbines, in which the tower has the greatest role. In recent years an effort has been made to increase its height to take advantage of the stronger winds at higher altitudes. In this work a representative control geometry of a steel tower of about 118m in height, shaped as a cylindrical and frusto-conical shell was used. In addition to the exact geometry, detailed data was provided regarding the internal forces in the form of an envelope, for specific sections of the structure, from which the most unfavorable combinations were selected. For the tower checks, finite element models were created to which non-linear analyses were applied. For calculations to be effective, regarding the computational cost, the best way to simulate the components of the construction without affecting the reliability of the results was investigated. During the tests a comparison was made between different manufacturing qualities, which refer to the tolerable size of the initial imperfections. Utilization factor diagrams of the of cross sections at the height of the tower were then created for the different manufacturing categories. The capacity of the structure was derived from stability tests using geometrically and materially nonlinear analysis with imperfections, while the form of failure is determined by the occurrence of local buckling. In addition, the effect of the foundation on the dynamic response of the structure was studied and the conditions to be met in order to avoid the resonance of the structure with the dynamic and periodic loads were determined. Finally, the possibility of optimizing the flange cross sections at the connection points was investigated, based on the sufficiency of the buckling resistance. The effectiveness of the modifications was confirmed by the application of non-linear finite element analyses, where the capacity of the structure was found to be maintained. Therefore, significant conclusions were reached for the material saving margins of the construction. en
heal.advisorName Γαντές, Χαράλαμπος el
heal.committeeMemberName Γαντές, Χαράλαμπος el
heal.committeeMemberName Αβραάμ, Τάσος el
heal.committeeMemberName Θανόπουλος, Παύλος el
heal.academicPublisher Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Δομοστατικής. Εργαστήριο Μεταλλικών Κατασκευών el
heal.academicPublisherID ntua
heal.numberOfPages 114 σ. el
heal.fullTextAvailability true


Files in this item

The following license files are associated with this item:

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα Except where otherwise noted, this item's license is described as Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα