12477

12477

تحليل خستگي پره توربين بادي كامپوزيتي در ناحيه اتصال ريشه با استفاده از مدل ناحيه چسبنده

كارشناسي ارشد

مكانيك - طراحي كاربردي- مكانيك جامدات

بهمن ماه 1392

بهمن ماه 1392

دكتر بيژن محمدي

چكيده توربين¬هاي بادي جديد از ديدگاه پديده خستگي، ماشين¬هاي بسيار بحراني مي¬باشند. تجارب كاري و عملكردي آنها حاكي از اين واقعيت مهم است كه اجزاي اين سيستم دوار و به خصوص پره و محل اتصال آن به برج كه مهم¬ترين نقش در تبديل انرژي را بر عهده دارد، به صورت غيرقابل انتظاري دچار رخداد پديده خستگي مي¬شوند. پره در توربين بادي يكي از مهم-ترين اجزا مي¬باشد كه وظيفه آن جذب حداكثر انرژي از باد و انتقال آن به مجموعه توليد توان مي¬باشد. يكي از مهم¬ترين بارهاي وارده به اجزاي توربين به ويژه پره، بارهاي تناوبي مي¬باشد كه باعث تخريب از نوع خستگي مي¬شود. استفاده از تكنولوژي كامپوزيت¬ها در توليد پره¬هاي توربين باد نه تنها از لحاظ ملاحظات سازه اي موجبات يك طراحي بهينه و كارامد را فراهم مي-سازد، بلكه سازه مورد نظر را در برابر پديده خستگي نيز مقاوم¬تر مي¬كند. هدف از اين تحقيق، بررسي و تحليل شكست در ناحيه اتصال ريشه پره كامپوزيتي توربين بادي 23 متري V47-660 شركت وستاس مي¬باشد كه در حال حاضر شركت سديد صبانيرو در حال ساخت چندين دستگاه از اين نوع توربين بادي مي¬باشد. به منظور تحقق اين امر از مدل المان چسبنده جهت تحليل جدايش اتصال چسبي تحت بارگذاري خستگي، استفاده شد. در اين تحقيق ابتدا مدل سه بعدي پره در نرم¬افزار المان محدود ANSYS ايجاد شده و پس از تهيه مدل المان محدود و اختصاص دادن لايه¬چيني كامپوزيت براي قسمت¬هاي مختلف، مدل ساخته شده اعتبار¬سنجي شد و سپس نيروهاي موثر وارد بر پره به دست آورده شد. براي به دست آوردن پارامترهاي ورودي لازم براي مدل المان چسبنده دستگاه تستي طراحي و ساخته شد، همچنين جهت تحليل خستگي از كد مربوط به المان چسبنده استفاده شد و پس از اعتبارسنجي كد مورد استفاده، تحليل استاتيكي و خستگي بر روي پره انجام شد و عمر خستگي براي پره مورد مطالعه به دست آورده شد. واژه‌هاي كليدي: خستگي كامپوزيت، توربين بادي كامپوزيتي، المان چسبنده، جدايي بين لايه¬اي