دانشگاه آزاد اسلامی

واحد خمینی‏شهر

دانشکده مهندسی مکانیک

پایان‏نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد M.Sc

گرایش مهندسی مکانیک – طراحی کاربردی

 

تحلیل ارتعاشات خمشی خطی پره‏ی توربین بادی کامپوزیتی دوار و شبیه‏سازی نرم افزاری آن

 

استاد راهنما:

دکتر مصطفی غیور

استاد مشاور:

دکتر محسن لوح موسوی

 

فهرست مطالب

عنوان                              صفحه

    فهرست مطالب ……………………………………………………………… viii

    فهرست اشکال ……………………………………………………………. xi

    فهرست جداول ……………………………………….. xiv

سمبل‏ها، علائم و اندیس‏ها ………………………………. xv

چکیده………………………………………………….  1

فصل اول: مقدمه …………………………………. 2

1-1   پیش­گفتار. 2

1-2   انواع توربین­های بادی پیشرفته. 4

1-2-1      توربین­های بادی با محور عمودی.. 4

1-2-2      توربین‏های بادی با محور افقی.. 5

1-3   نیروگاه­های بادی.. 7

1-4   قدرت توربین بادی محور افقی.. 8

1-5   اجزای توربین بادی محور افقی.. 9

1-6   پره توربین بادی محور افقی.. 11

1-6-1      ایرفویل پره‏ توربین بادی.. 12

1-6-2      نیروهای روی ایرفویل.. 13

1-6-3      ساختار سازه پره توربین بادی.. 14

1-6-4      سازه داخلی پره توربین بادی.. 15

1-6-5      مواد پره‏ توربین بادی.. 16

1-7   نیروهای وارد بر توربین بادی محور افقی.. 18

1-7-1      نیروهای آیرودینامیکی.. 18

1-7-2      نیروهای گرانشی.. 19

1-7-3      نیروهای گریز از مرکز. 19

1-7-4      نیروهای ژیروسکوپی.. 20

1-7-5      آشفتگی باد. 20

1-7-6      تغییرات پروفیل باد. 21

1-8   مقدمه‏ای بر ارتعاشات توربین بادی محور افقی.. 22

1-8-1      نیروهای تحریک و درجات آزادی ارتعاشی.. 23

1-8-2      ارتعاشات پره­های باریک توربین بادی.. 25

1-9   کارت دینامیکی پره توربین بادی (نمودار کمپبل) 27

1-10 تاریخچه‏ی کارهای انجام شده در زمینه‏ی آنالیز دینامیکی پره‏ی توربین بادی.. 28

1-11 کار حاضر و اهداف پروژه. 31

1-11-1    مشخصات توربین بادی مورد مطالعه. 32

1-12 محتوای فصل­های بعدی.. 33………34

2-1   فرمول‌بندی ارتعاشات خمشی لبه­ای تیر چرخان.. 35

2-1-1      تغییر مکان نقاط تیر. 36

2-2   تئوری تیر تیموشنکو. 37

2-2-1      ضریب اصلاح برشی.. 40

2-3   محاسبه انرژی‌های جنبشی و کرنشی.. 42

2-4   اصل همیلتون.. 44

2-4-1      تغییرات مجازی انرژی جنبشی.. 44

2-4-2      تغییرات مجازی انرژی کرنشی.. 45

2-4-3      تغییرات مجازی انرژی پتانسیل ناشی از بارهای اعمال شده به سیستم.. 45

2-4-4      معادلات دیفرانسیل حرکت سیستم برای حالت لبه­ای.. 47

2-5   گسسته سازی معادلات حرکت… 48

2-5-1      محاسبه توابع شکل.. 48

2-6   فرمول‌بندی ارتعاشات خمشی لبه­ای بر اساس تئوری تیر اویلر-  برنولی.. 61

2-7   فرمول‌بندی ارتعاشات خمشی بال­زدن تیر چرخان.. 63

2-7-1      تغییر مکان نقاط تیر. 63

2-7-2      محاسبه انرژی‌های جنبشی و کرنشی.. 65

2-7-3      معادلات دیفرانسیل حرکت سیستم در حالت بال­زدن. 67

2-7-4      گسسته سازی معادلات حرکت… 68

2-8   فرمول‌بندی ارتعاشات خمشی بال­زدن بر اساس تئوری تیر اویلر- برنولی.. 72

فصل سوم: تحلیل ارتعاشات پره توربین بادی به کمک نرم­افزار و استخراج پارامترهای مودال………73

3-1   روش مدل­سازی و تحلیل نرم­افزاری.. 74

3-1-1      روش نرم‏افزاری اجزا محدود. 74

3-1-2      نرم­افزار اجزاء محدود آباکوس… 75

3-2   فرضیات بکار رفته در استفاده از نرم­افزار. 75

3-3   فرایند تحلیل نرم­افزاری.. 76

3-3-1      مدل­سازی پره توربین بادی.. 76

3-3-2      تعریف خصوصیات ماده 76

3-3-3      تعیین نوع حل.. 76

3-3-4      تعریف شرایط مرزی و بارگذاری.. 77

3-3-5      مش­بندی یا شبکه­بندی.. 78

3-4   اعتبار‏سنجی.. 81

3-5   نتایج تحلیل نرم­افزاری پره توربین بادی.. 86

3-5-1      تحلیل فرکانسی پره توربین بادی.. 86

3-5-2      تحلیل فرکانسی پره توربین بادی با در نظر گرفتن سرعت دورانی روتور. 87

3-5-3      مقایسه فرکانس­های طبیعی تئوری­های اویلر- برنولی و تیموشنکو. 93

3-5-4      بررسی اثر لایه­چینی مواد کامپوزیتی بر روی فرکانس­های طبیعی 93

3-5-5      بررسی اثر سرعت دورانی بر روی فرکانس­های طبیعی.. 97

3-5-6      بررسی اثر ضخامت پوسته پره توربین بادی بر روی فرکانس­های طبیعی.. 98

3-5-7      بررسی اثر شعاع هاب روتور بر روی فرکانس­های طبیعی.. 99

3-5-8      بررسی پاسخ گذرای سیستم تحت یک ضربه­ی فشاری.. 100

 فصل چهارم: نتیجه­گیری و پیشنهادات …………..103

4-1   نتیجه‏گیری.. 103

4-2   پیشنهادات… 105

 مراجع ……………………………………………106

براي دانلود متن كامل پايان نامه اينجا كليك كنيد 

نظرات شما عزیزان: