Αριθμητική Προσομοίωση της Βιομηχανικής Διαδικασίας Καμπύλωσης Ελασμάτων για την Κατασκευή Πυλώνων Ανεμογεννητριών

Τσελίκας, Απόστολος; Tselikas, Apostolos

dc.contributor.author	Τσελίκας, Απόστολος
dc.contributor.author	Tselikas, Apostolos
dc.date.accessioned	2024-09-02T09:49:32Z
dc.date.available	2024-09-02T09:49:32Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/60089
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.27785
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	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	Roller Bending, Residual Stresses, Wind Turbines	en
dc.subject	Καμπύλωση μέσω τυμπάνων, Παραμένουσες τάσεις, Ανεμογεννήτριες	el
dc.title	Αριθμητική Προσομοίωση της Βιομηχανικής Διαδικασίας Καμπύλωσης Ελασμάτων για την Κατασκευή Πυλώνων Ανεμογεννητριών	el
dc.title	Numerical Simulation of the Industrial Bending Procedure of Steel Sheets for the Production of Wind-Turbine Columns	en
dc.contributor.department	ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΜΕΤΑΛΛΙΚΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Structural Engineering	el
heal.classification	Numerical Simulation	el
heal.language	el
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-10
heal.abstract	Διανύοντας την εποχή της «Πράσινης Επανάστασης», δηλαδή μια εποχή μετάβασης από τη χρήση υδρογονανθράκων στη χρήση περιβαλλοντικά φιλικότερων μορφών ενέργειας, καθίσταται επιτακτική η εύρεση λύσεων για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος μέσω της αιολικής ενέργειας. Στο πλαίσιο αυτό έχει αυξηθεί ραγδαία η κατασκευή Ανεμογεννητριών. Η παραγωγή Ανεμογεννητριών απαιτεί την κατασκευή πολύ υψηλών φορέων, οι οποίοι πρέπει να ανταποκρίνονται στις υψηλές απαιτήσεις που επιβάλλουν τα μεγάλα εντατικά μεγέθη τα οποία χαρακτηρίζουν τέτoιου είδους φαινόμενα. Οι φορείς αυτοί αποτελούνται από επιμέρους κυλινδρικά κομμάτια, που συγκολλούνται μεταξύ τους, των οποίων η φυσική γεωμετρία είναι ευθύγραμμη, και προκειμένου να αποτελέσουν μέρος ενός πυλώνα θα πρέπει να περάσουν από διάταξη καμπύλωσης, η οποία θα τους δώσει το επιθυμητό σχήμα. Η παραπάνω διαδικασία εκτελείται σε θερμοκρασία περιβάλλοντος και συνεπώς απαιτεί την ανάπτυξη σημαντικών πλαστικών παραμορφώσεων για την επίτευξη της επιθυμητής διαμέτρου. Αυτές όμως δεν εμφανίζονται ανεξάρτητες, αλλά συνοδεύονται και από παραμένουσες τάσεις, οι οποίες επηρεάζουν τις μηχανικές ιδιότητες του ελάσματος και κατ’ επέκταση την αντοχή και ευστάθεια ολόκληρου του φορέα. Στα πλαίσια της παρούσας διερεύνησης εξετάζεται η καμπύλωση ενός ευθύγραμμου χαλύβδινου ελάσματος με ποιότητα χάλυβα S355. Περιγράφονται αναλυτικά όλα τα απαραίτητα βήματα για την κατασκευή ενός προσομοιώματος, ικανού να αναπαραστήσει πιστά τις συνθήκες της πραγματικής διαδικασίας καμπύλωσης από την χάραξη της γεωμετρίας και τη σύνθεση του πλέγματος των πεπερασμένων στοιχείων, την προσομοίωση της επαφής και της αλληλεπίδρασης μεταξύ του ελάσματος και των άκαμπτων κυλίνδρων, έως και την βελτιστοποίηση του μοντέλου. Η ανάλυση χαρακτηρίζεται από έντονη μη γραμμικότητα τόσο του υλικού, όσο και της γεωμετρίας. Διεξάγονται παραμετρικές αναλύσεις για διαφορετικές τιμές της επιβαλλόμενης κατακόρυφης μετακίνησης του τελευταίου κυλίνδρου της διάταξης καμπύλωσης, ως και του πάχους του εξεταζόμενου ελάσματος και πραγματοποιείται παραγωγή διαγραμμάτων με σκοπό την εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με την επίδραση της κάθε παραμέτρου. Η μεταβολή της επιβαλλόμενης μετακίνησης του τελευταίου κυλίνδρου έχει μείζονα επίδραση όσον αφορά στην παραχθείσα διάμετρο, αλλά όχι τόσο αξιοσημείωτη επιρροή στην τιμή των παραμενουσών τάσεων.	el
heal.abstract	Going through the so called «Green Revolution», an era of transition from the use of hydrocarbons to using more environmentally friendly energy sources, finding solutions for the production of electricity from wind energy is deemed imperative. In this framework the production of wind turbines has grown radically. This new demand requires the production of very tall structures needed to sufficiently bear the big internal forces that characterize such phenomena. These structures consist of smaller cylindrical pieces, which are welded and bolted together. The natural state of these pieces is straight and in order to be part of the turbine column and acquire the desired shape, they have to pass through a roller bending machine. The described process is implemented at ambient temperature, thus significant plastic deformations are demanded to evolve so that the desired diameter can be achieved. However, plastic deformations always appear in conjunction with residual stresses, which affect the structural properties of the steel sheet, and in consequence the strength and stability of the whole structure. Within this investigation, the curving of a straight steel sheet, steel grade S355, is examined. All the necessary steps for the formulation of a proper model, capable of representing the conditions of the real curving process, are delineated. That includes creating the geometry and the mesh of the model, correctly simulating the contact between the steel sheet and the rigid cylindrical rollers, so as to reliably express the developed interaction, and optimizing the model. This is a non-linear analysis, concerning both material and geometry, and is implemented obeying as much as possible to the demands of the real physical process. Parametric studies are conducted for various values of the lateral displacement imposed on the last cylinder of the bending machine and for different sheet thicknesses, in order to create diagrams and deduce conclusions about the effect that each parameter induces. The variation of the lateral displacement had a major effect regarding the produced diameter, but the same cannot be said about the values of the residual stresses. The parametric studies do not include changing the distance between the cylinders due to the fact that the bending machines are not subjected to change in the manufacturing factories.	en
heal.advisorName	Γαντές, Χάρης
heal.committeeMemberName	Γαντές, Χάρης
heal.committeeMemberName	Βαμβάτσικος, Δημήτρης
heal.committeeMemberName	Θανόπουλος, Παύλος
heal.academicPublisher	Σχολή Πολιτικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	75
heal.fullTextAvailability	false