Naslov
Analiza naprezanja u stupu vjetroagregata
(Stress analysis in Wind Turbine tower)

Autori
Ivasović, Benjamin

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, diplomski rad, preddiplomski

Fakultet
Fakultet strojarstva i brodogradnje

Mjesto
Zagreb

Datum
05.03

Godina
2015

Stranica
75

Mentor
Jarak, Tomislav

Ključne riječi
vjetroagregat ; stup ; opterećenje vjetrom ; analiza čvrstoće ; metoda konačnih elemenata ; numerička analiza
(wind turbine ; tower ; wind load ; strength analysis ; finite elements method ; numerical analysis)

Sažetak
U ovom završnom radu provedena je kvazistatička analiza čvrstoće stupa prototipa vjetroagregata s horizontalnom osi vrtnje K80 snage 2, 5 MW tvrtke Končar. Stup je izrađen od čelika. Stup je sastavljen od segmenata cilindričnog i konusnog oblika. Stup se sastoji od četiri segmenta međusobno spojenih vijcima. Opterećenje stupa izračunato je u programskom paketu Bladed, prema Germanischer Lloyd smjernicama za klasu IIA vjetroagregata. Analiza čvrstoće provedena je numerički u programskom paketu Abaqus primjenom metode konačnih elemenata. Proračunski model vjetroagregata sastoji se od deset različitih dijelova. Šest dijelova koji predstavljaju prirubnice modelirano je kao standardna trodimenzijska tijela, a ostali dijelovi kao ljuske. Dijelovi su nakon spajanja u sklop diskretizirani mrežom tetraedarskih, prizmatičnih i pravokutnih ljuskastih konačnih elemenata. Stup vjetroagregata bilo je potrebno opteretiti vlastitom težinom, vjetrom, silama i momentima na vrhu stupa koji su posljedica dijelova koje stup nosi. Detaljno je analizirano opterećenje stupa uslijed djelovanja vjetra, pri čemu je opterećenje od djelovanja vjetra modelirano kao površinsko opterećenje na vanjsku površinu stupa. Za modeliranje služilo se smjernicama iz „Eurocode 1: Actions on structures — General actions — Part 1-4: Wind actions“. Također je u radu korištena tehnika podmodeliranja, da bi gustom mrežom konačnih elemenata diskretizirali dio oko ulaza u stup vjetroagregata gdje se očekuje pojava koncentracije naprezanja zbog složene geometrije. Prije numeričke analize stupa vjetroagregata K80, izvršena je verifikacija korištenih konačnih elemenata na problemu savijanja cilindra opterećenog vlastitom težinom i hidrostatskim tlakom. Kao rubni uvjet na donjem kraju cilindra definirano je uklještenje. Iz rezultata dobivenih proračunom zaključeno je da postojeća konstrukcija stupa zadovoljava kriterij čvrstoće za razmatrani slučaj opterećenja koji odgovara opterećenju pri normalnoj proizvodnji struje uz gubitak električne mreže pri ekstremnim udarima vjetra koji se javljaju jednom godišnje.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Strojarstvo

POVEZANOST RADA