Non-linear Ultimate Limit State Analysis of a Wind Turbine Blade
Masterarbeit aus dem Jahr 2013 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Energietechnik, Sprache: Deutsch, Abstrakt: Geometrycznie nieliniowa odpowiedź strukturalna 34-metrowej łopaty turbiny wiatrowej pod obciążeniem klapowym została porównana z analizą liniową, aby pokazać potrzebę analizy nieliniowej w projektowaniu łopat turbiny wiatrowej. Efekty nieliniowe ujawnione w numerycznym modelu elementów skończonych porównano z analitycznym modelem płytowym pokrywy pod obciążeniem ściskającym.
Model płytowy został poddany obciążeniu poprzecznemu ze względu na nieliniowy efekt Braziera oraz obciążeniu w płaszczyźnie, aby ujawnić odpowiednio lokalne przemieszczenie kołpaka i odporność na wyboczenie. Skoncentrowano się na weryfikacji nośności charakterystycznej i obliczeniowej w stanie granicznym nośności i stateczności. W przypadku nośności obliczeniowej zastosowano analizę wynikającą z najniższych wymagań GL i porównano ją z wynikami nieliniowego podejścia zaproponowanego przez GL, które wymagało zastosowania imperfekcji w modelu.
Sposób zastosowania imperfekcji ze względu na EUROCODE wydawał się bardziej realistyczny w porównaniu z podejściem GL. Liczne symulacje wykazały potrzebę stosowania nieliniowych metod analizy w projektowaniu łopat turbin wiatrowych.
Analiza liniowa ze względu na najniższe wymagania GL dała mniej konserwatywne wyniki niż podejście nieliniowe zaproponowane przez GL. Doprowadziło to do tego, że badana łopata zaprojektowana zgodnie z najniższymi wymaganiami przeszłaby certyfikację, podczas gdy ten sam projekt łopaty zweryfikowany przy użyciu podejścia nieliniowego nie.
Nieliniowa odpowiedź strukturalna była znacząco zależna od skalowania zastosowanej imperfekcji.