:在进行组合风 力发电塔架结构设计 中,混凝土塔段与钢塔段的连接是该结构的 关键部分 。传统厚型法兰盘连接 因刚度不足会导致下部混凝土 出现 受力分布不均匀,局部应力过大。因此提 出一种混凝土填充钢箱连接 方案 ,以 2Mw 风 电塔架为研究对象,以弹塑性力学、强度理论等为理论基础,运用有限元软件 ABAQUS对所提方案进行建模,并进行弹性 和弹塑性计算分析。结果表明,混凝土填充钢箱结构可以有效提高连接段的刚度和整体性,连接段受力性能明显优于传 统法兰盘连接段,能够将上部荷载均匀传递到下部混凝土上,有效避免因混凝土局部应力集中而产生开裂现象。 关键词:组合风电塔架;混凝土填充钢箱;有限元;弹塑性分析;应力分析 中图分类号 :阳 16;TK83;TU398.6 文献标识码 :A 文章编号 :1001—3997(2016)03—0030—04 NumericaISimulationonConcrete—InfilledSteeIBox ConnectionofHybridW indTurbineTower XUBin,LIZheng-chao,XIEYong-jian (CollegeofCivilEngineering,HunanUniversity,Hu’nanChangsha 410082,China) Abstract:The connection between the concrete and steeltoweris criticalwhen designing the hybrid wind turbine tower StiffnessofthetraditionalthickflangeconnectionisSOinsufficientthattheinsuffwiencymaylead to?lAgnunifo肌 distribution offorceandexcessivelocalstress.Aconcrete-infilledsteelboxconnectionapproachisproposed,takinga2MW windturbine rower∞ anexample,basedonelastic-plas ticmechanics,strengththeory,an dSOD几 Finiteeleme ntmodelis cons tructedby thefiniteelementsoftwareABAQUS,andelasticandelatoplasticityanalysisacecarriedout.Resultshowsthat,the concrete- infilledsteelboximprovesthestifnessandintegrityoftheconnectioneffectively,anditisbetterthan thetraditionalflange connectionOftme chanicalpe咖 e,whichCan transfertheupperloadstothelowerconcreteuniformty,andavoid concretefracturecausedbylocalstressconcentrationefectively. KeyW ords:HybridW indTurbineTower;Concrete-InfilledSteelBox;FiniteElem ent;EiatoplasticityAnalys~;Stress Analysis 1引言风能是一种蕴藏丰富,分布广泛,清洁的可再生资源llJ。随着 科技的进步 以及建设资源节约型和环境友好型社会的迫切需要 , 近年来风力发电在我国的发展十分迅速 。对于组合塔架制作 ,连 接段 的设计是重点。由于风 电塔架结构尺寸大 ,进行足尺模型试 验花费高 ,实验室也不具备试验条件 ,而进行缩尺模型试验又不 能准确反映原结构的受力特征,因此对连接段进行有限元数值分析 具有重要意义。国外,文献耐 预应力钢筋?昆凝土风电塔架做了相关 研究 ,表明这种塔架形式具有不易腐蚀、稳定性好 、成本低廉等优 点 ;国内,文献喂 出了一种预应力钢筋混凝土塔架的优化方案 ,该 方案通过Python语言平台把遗传算法与ABAQUS对接,实现数值 建模分析与优化同步开展,并通过实例分析,验证该方案的可行性 和有效性 ;文献阁以某钢筋混凝 土风力发电高塔 为研究对象 ,在 ABAQUS中分别采用复合壳单元和三维实体单元对全混凝土塔段 进行了有限元建模,对比分析计算结果,验证设计的合理 眭。 综上所述 ,提出一种用于组合风 电塔架的新型连接方案一混 凝土填充钢箱连接段,利用有限元软件 ABAQUS进行建模,分别 进行弹性和弹塑性计算分析,通过两种分析计算结果,并与传统 法兰盘连接段进行对 比,得出所提连接段方案的可行 眭。 2连接段方案及有限元建模 2.1研究对象 以额定功率为 2MW 的风力发电塔架为研究对象 ,原风电塔
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