Αριθμητική προσομοίωση δακτυλιοειδών συνδέσεων πυλώνων ανεμογεννητριών με χρήση κοίλων διατομών

Μιχόπουλος, Νικόλαος; Michopoulos, Nikolaos

dc.contributor.author	Μιχόπουλος, Νικόλαος	el
dc.contributor.author	Michopoulos, Nikolaos	en
dc.date.accessioned	2023-02-02T07:26:49Z
dc.date.available	2023-02-02T07:26:49Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/57033
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.24731
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
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	Σύνδεση πυλώνα ανεμογεννήτριας	el
dc.subject	Σύνδεση αποκατάστασης συνέχειας πυλώνα	el
dc.subject	Δακτυλιοειδής σύνδεση πυλώνα	el
dc.subject	Κοίλες διατομές	el
dc.subject	Σύνδεση βραχέος L	el
dc.subject	Προένταση	el
dc.subject	Προεντεταμένοι κοχλίες	el
dc.subject	Διερεύνηση συμπεριφοράς σύνδεσης βραχέος L	el
dc.subject	Μη γραμμικές αναλύσεις	el
dc.subject	Παραμετρικές αναλύσεις	el
dc.subject	Connections in wind turbine towers	en
dc.subject	Splice connections in wind turbine towers	en
dc.subject	Ring flange connections in wind turbine towers	en
dc.subject	Hollow sections	en
dc.subject	L-stub connection	en
dc.subject	Pretension	en
dc.subject	Prestressed bolts	en
dc.subject	Behavior investigation of L-stub connections	en
dc.subject	Non linear analyses	en
dc.subject	Parametric analyses	en
dc.subject	Κοίλες διατομές με ενίσχυση περί τον κοχλία	el
dc.subject	Hollow sections with reinforcement around the bolt	en
dc.subject	Σύνδεση βραχέος L με χρήση κοίλων διατομών	el
dc.subject	L-stub connection using hollow sections	el
dc.title	Αριθμητική προσομοίωση δακτυλιοειδών συνδέσεων πυλώνων ανεμογεννητριών με χρήση κοίλων διατομών	el
dc.title	Numerical simulation of ring flange connections in wind turbine towers using hollow sections	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μεταλλικές κατασκευές	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-11-01
heal.abstract	Στις μέρες μας, προκειμένου να αξιοποιηθεί περισσότερο αιολικό δυναμικό για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, οι ανεμογεννήτριες δέχονται περισσότερα φορτία καθώς γίνονται μεγαλύτερες. H κατάσταση αυτή τείνει στη χρήση μεγαλύτερων συνδέσεων αποκατάστασης συνέχειας με αποτέλεσμα το κόστος παραγωγής των συνδέσεων να αυξάνεται σημαντικά. Το κόστος παραγωγής των συνδέσεων αυτών αυξάνεται λόγω της περισσότερης χρήσης υλικού χάλυβα, αλλά κυρίως λόγω της δυσκολίας παραγωγής τους σύμφωνα με τις σημερινές δυνατότητες των βιομηχανιών παραγωγής χάλυβα. Επιδιώκοντας τη μείωση του κόστους, μελετάται η συμπεριφορά κοίλης ορθογωνικής διατομής ως σύνδεση αποκατάστασης συνέχειας. Συγκεκριμένα, εξετάζεται η σύνδεση στο 85% του ύψους του πυλώνα μιας τυπικής ανεμογεννήτριας οριζόντιου άξονα τριών πτερυγίων και ισχύος 1.5MW. Αρχικά, χρειάζεται να μελετηθεί η συμβατική περίπτωση βραχέος L διατομής PL 60x130 μέσω αριθμητικών αναλύσεων και πειραμάτων ώστε να εκτιμηθεί η αντοχή της σύνδεσης και να κατανοηθεί η απόκρισή της, όπου παράλληλα, στόχος είναι και η βέλτιστη προσομοίωσή της. Έπειτα, διερευνάται η συμπεριφορά κοίλης ορθογωνικής διατομής RHS 80x120x8 χωρίς και με ενίσχυση 4mm περί τον κοχλία. Μέσω παραμετρικών αναλύσεων, εξετάζονται η επιρροή του πάχους της διατομής χωρίς και με παρουσία της ενίσχυσης, καθώς και η επιρροή της ενίσχυσης και του πάχους της. Επιπλέον, εξετάζονται η επιρροή του ύψους, του πλάτους, της ποιότητας του χάλυβα, της βέλτιστης τοποθέτησης του κοχλία, της δύναμης προέντασης, της τοποθέτησης οριζόντιας ενίσχυσης στο μέσον της διατομής και η επιρροή της διαμέτρου του κοχλία. Προσομοιώνεται το τμήμα σύνδεσης βραχύ L στο πρόγραμμα πεπερασμένων στοιχείων ADINA με χρήση 1ης τάξεως στοιχεία. Η χρήση μη γραμμικών υλικών για τον κοχλία και τη σύνδεση, καθώς και η προσομοίωση της επαφής μεταξύ των επιφανειών, καθιστούν το πρόβλημα μη γραμμικό απαιτώντας αντίστοιχες μη γραμμικές μεθόδους επίλυσης. Συμπερασματικά, προκύπτει πως οι κοίλες ορθογωνικές διατομές, για αυξημένα μηχανικά χαρακτηριστικά, πλησιάζουν ικανοποιητικά τη συμπεριφορά του συμβατικού βραχέος L. Ειδικότερα, με την παρουσία της ενίσχυσης περί τον κοχλία, αυξάνεται ακόμη περισσότερο η δυσκαμψία και η αντοχή βελτιώνοντας, παράλληλα, την απόκρισή της.	el
heal.abstract	Nowadays, in order to harness more wind potential for electricity generation, wind turbines are receiving more loads as they get larger. This situation tends to the use of larger connections with the result that the cost of producing these connections is growing significantly. The production cost of these connections is increasing due to the increased use of steel material, but mainly to the difficulty of producing them according to the current capabilities of the steel production industries. In pursuit of cost reduction, the behavior of a hollow rectangular section is studied as a connection. Specifically, the connection at 85% of the pylon height of a typical three-blade horizontal axis wind turbine with a power of 1.5MW is considered. Initially, the conventional case of the L-stub PL 60x130 section is studied in order to estimate its strength and to understand its response through numerical analyses and experiments, where the aim is the optimal simulation of the structure. Also, the behavior of a hollow rectangular RHS 80x120x8 section with and without 4mm reinforcement around the bolt is investigated. Furthermore, the influence of the section thickness with and without the presence of the reinforcement around the bolt, as well as the influence of the reinforcement and its thickness are examined through numerical analyses. The influence of height, width, steel quality, optimum bolt placement, prestressing force, the placement of horizontal reinforcement in the middle of the section and the diameter of the bolt are also considered. The L-stub connection part is simulated in the ADINA finite element program using 1st order elements. The use of non-linear materials for the bolt and the section, as well as the simulation of the contact between the surfaces, create a non-linear problem, requiring its corresponding solution methods. In summary, it is shown that the hollow rectangular sections for increased mechanical characteristics sufficiently approximate the behavior of the conventional L-stub connection. In addition to the presence of the reinforcement around the bolt, the stiffness and strength are further increased while improving its response.	en
heal.advisorName	Γαντές, Χάρης	el
heal.committeeMemberName	Βαμβάτσικος, Δημήτριος	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	193 σ.
heal.fullTextAvailability	false