LỜI MỞ ĐẦU. nen setinsans semsererrerrerroreereeL CHƯƠNG1: TỔNG QUAN VÉ PHAN TICH MOI TREN TUA-BIN GIÓ.2 Tổng quan về chương trình nghiên cứu mởi.1 Bài toán môi với tua-bin giỏ 2 1.2 Quá trình thiết kế mỗi cho tra-bin giỏ.3 Tổng quan về phương pháp mỏi.3 Phương pháp được sử đụng. csneieeeerri eB GIHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHIÁP PHẦN TÍCH MỐI.2 Tuổi thọ môi.3 Quy tinh phan lich m ul 2.4 Tải trọng mỏi và phổ ting state. e cesses sseeseesetese eeesseuesssessettensesseseesnanseees TZ 2.5 Phương pháp đếm số chu kí rainflow.6 Phuong pháp hư hại luyến tính đường cong méi S-N l§ 3.7 1Iê sẻ hiệu chính cho lí thuyết độ bên múi.8 Dữ liệu mỏi thích hợp 19 2.1 Dũ liệu biên độ không đổi.
cà ieeeiirreoeeeue, TẾ 2.2 Hiệu ứng kích thước 22 3. - - 22 CHƯƠNG 3: PHAN TICH MOI CHO TUA-BIN GIO WT 6000 GW oo.2 Tua-bin WT6000 6W - 23 3.1 Thông số kĩ thuật 23 3.3 Cơ cầu thay đổi chúc ngóc cảnh tua-| 25 3.3 Mô hình tua bin gio.3 Phân lich mỗi cảnh tua bìn gió WT6000 6lcW 3.1 Quy trình phân tích.2 Xáo định phỏ ứng suất 3⁄4 KẾ QUẢ. coo nh nh nhung gui 3.1 Trường hợp cánh gỗ 3.2 Trường hợp cánh làm bằng composite vai thity tinh KÉT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN. sen TÀI LIỆU THAM KHẢO x TOM TAT NOT DUNG LUAN VAN NGHIEN CUU DY BOAN TUGI THO MOI CANH TUA-BIN GIO BANG COMPOSITE Tám tắt: Tuấi tho mỗi le tiéu chi dé thiét ké edn thidt cho hndtu kết các bộ phận ca fua-bin gid vi n-bin gió phải vận hành liên tục trong một khoảng thời gian đâi (từ 25 năm trở lân) đ có hiệu quả và kinh lễ.
Trận văn trùnh bày phương pháp phản tích, dự đo‡n tôi tho môi của tua-bin giá cả nhỏ đưa vào các mỗ đhơi tinh toán của phân mẫm ANSVS. Phd ti gid duoc xtic dink being code tinh todn dong lve hoc chdt ling Ansys- Fluent ré1 chueyén qua code tink todn két cc nto Bt thuật ESP mội chuẩn để ắc dinh pha ting suất trên tua bàn gid. Thudt todn dém sd chụ ki Rainflow vat quy baật tịch lấy Miner luge sit dung dé tính toán tudi thọ môi dưới tác dụng của lời gio bién déi ngẫu nhiên, Kết quả tinh ton tudi tho moi cho tua bin gid cf nhé cho thầy thành plkầi ứng suẤt gây ra bài lực by tam la rat lon trong Xhi ứng suất gây ra bôi lực trọng trường là nhô. Từ khỏa: tỗi tho méi, tua-bin gio, rainflow, miner PREDICTION OF FATIGUE LIFE OF AN SMALL SCALE COMPOSITE WIND TURBINE BLADE Abstract: Fatigue analysis is very important for wind turbine design because most wind turbine nust achieve long operating lives in order to be cost-effective.
The thesis presents a methodology to predict fatigue life of a snail scale wind turbine by employing same ANSYS modules. ANSYS-fluent is used ta calculate pressure spectra on blades surface. These pressures are then transferred to ansys structural analysis io estimate the stress spectra of blades structure. Rainflow counting algorithm and Miner's cumulative damage rule are used ta predict Jatigue life of wind rrbine blade.
Analysis of the loads shows that the naxunun stresses are caused by cenirifugal forces. Keywords: Fatigue, wind nurbine blade, rainflow, miner. ili DANH MỤC HÌNH ÂNH Hình |: Cae chế độ tải [12] 6 Tinh 2: So 48 dtanh gia méi 7 Hình 3: Dường cong§-N chỉ ra yêu cầu ứng suất mỏi của tua-bin gió so với những kết cấu khác. LOL Hình 4: Các chế độ tải [12] 12 Tình 5: Định nghĩa ban đâu cửa phương pháp Rainflow [3] cel Hình 6: Ví dụ về phương pháp Rainflow.
te, TẾ Hình7: Đường cong 8-K. nen ienaeeeaeseeseooeoo TẾ Hinh 8: Đường cơng đặc tính S-MN cho Khaya ivorersis/epoxy chịu kéo/ nén theo trục tai R -1,-2,-10.va 19 ở độ âm khoáng 10% [I6]. 20 Hinh 9: Dường đặc tính 3-N cho vật liệu Khaya tai R=0. 20 Hình 10: Đồ thị tuổi thọ không đổi cho vật liệu Khaya ivorensis/epoxy vai 10°, 10% 10” cm kỉ [16].
221 Hình LI: Đỗ thị công suất phát theo vận tốc giỏ củ tua-bin Proven WT6000 25 Hinh 17: Sự thay đối tắc độ quay của cánh tua-bin theo vận tốc giỏ. wo 2S Hình 13: Cơ cấu thay đổi góc chúc ngóc của tua-bin giỏ. 2Ổ Tỉnh L4: Mô hình cảnh 3I2. 37 Tinh 15: Quy trình phân tích môi cánh tua bin giỏ.
e BB Hình 16: Quy trình xác định phổ ủng suất trên cảnh tua-bin giỏ. 20 Hình 17: Các lục tác dụng lên cánh tua bín giỏ., 3Ó, 1ñnh I8: Dữ liêu vận tắc gió theo thời gian trong năm 1998 ở Sân bay Shannon.3 L Hinh 19: Mé hinh bai toan FSL. 32 Hinh 20: Mé hinh hinh hee bai toan Flucnt. Hình 21: Mô hình lưới Irong Fluent 34 Tinh 22: Mô binh rồi —.
Hinh 23: Sự hội tụ của các phương trính. cneeeseeseieoeoooioo38 Hình 24: Véc tơ vận tố trên cánh.neeierieaieeseeooeooo 3Ó Hinh 25: Phân bổ áp suất mặt trước cánh. 39 vi LỚI CAM ĐOAN Tôi — Dễ Anh Tuân, học viên lớp Cao học Kỹ thuật máy thủy khi khóa CLC2016A. Trường Dại học Bách khoa Hà Nội — cam kết luận văn này là công trình nghiên cứu của bản thân tôi đưới sự hưởng dẫn của TS.
Vũ Đình Quý — Viện Cơ khí động lục — Tại học Bách khoa Tà Nội. Các số liệu, kết quả nêu trang luận văn là trưng thực và chưa từng được ai cổng bổ trong bắt kỳ công trình nào khác. Tác giả luận văn xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của minh. Hà Nội, ngày - tháng năm 2017 Tác giả Đỗ Anh Tuấn LỚI CAM ĐOAN Tôi — Dễ Anh Tuân, học viên lớp Cao học Kỹ thuật máy thủy khi khóa CLC2016A.
Trường Dại học Bách khoa Hà Nội — cam kết luận văn này là công trình nghiên cứu của bản thân tôi đưới sự hưởng dẫn của TS. Vũ Đình Quý — Viện Cơ khí động lục — Tại học Bách khoa Tà Nội. Các số liệu, kết quả nêu trang luận văn là trưng thực và chưa từng được ai cổng bổ trong bắt kỳ công trình nào khác. Tác giả luận văn xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của minh.
Hà Nội, ngày - tháng năm 2017 Tác giả Đỗ Anh Tuấn 3.3 Mô hình tua bin gio.3 Phân lich mỗi cảnh tua bìn gió WT6000 6lcW 3.1 Quy trình phân tích.2 Xáo định phỏ ứng suất 3⁄4 KẾ QUẢ. coo nh nh nhung gui 3.1 Trường hợp cánh gỗ 3.2 Trường hợp cánh làm bằng composite vai thity tinh KÉT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN. sen TÀI LIỆU THAM KHẢO x TOM TAT NOT DUNG LUAN VAN NGHIEN CUU DY BOAN TUGI THO MOI CANH TUA-BIN GIO BANG COMPOSITE Tám tắt: Tuấi tho mỗi le tiéu chi dé thiét ké edn thidt cho hndtu kết các bộ phận ca fua-bin gid vi n-bin gió phải vận hành liên tục trong một khoảng thời gian đâi (từ 25 năm trở lân) đ có hiệu quả và kinh lễ. Trận văn trùnh bày phương pháp phản tích, dự đo‡n tôi tho môi của tua-bin giá cả nhỏ đưa vào các mỗ đhơi tinh toán của phân mẫm ANSVS.
Phd ti gid duoc xtic dink being code tinh todn dong lve hoc chdt ling Ansys- Fluent ré1 chueyén qua code tink todn két cc nto Bt thuật ESP mội chuẩn để ắc dinh pha ting suất trên tua bàn gid. Thudt todn dém sd chụ ki Rainflow vat quy baật tịch lấy Miner luge sit dung dé tính toán tudi thọ môi dưới tác dụng của lời gio bién déi ngẫu nhiên, Kết quả tinh ton tudi tho moi cho tua bin gid cf nhé cho thầy thành plkầi ứng suẤt gây ra bài lực by tam la rat lon trong Xhi ứng suất gây ra bôi lực trọng trường là nhô. Từ khỏa: tỗi tho méi, tua-bin gio, rainflow, miner PREDICTION OF FATIGUE LIFE OF AN SMALL SCALE COMPOSITE WIND TURBINE BLADE Abstract: Fatigue analysis is very important for wind turbine design because most wind turbine nust achieve long operating lives in order to be cost-effective. The thesis presents a methodology to predict fatigue life of a snail scale wind turbine by employing same ANSYS modules.
ANSYS-fluent is used ta calculate pressure spectra on blades surface. These pressures are then transferred to ansys structural analysis io estimate the stress spectra of blades structure. Rainflow counting algorithm and Miner's cumulative damage rule are used ta predict Jatigue life of wind rrbine blade. Analysis of the loads shows that the naxunun stresses are caused by cenirifugal forces.
Keywords: Fatigue, wind nurbine blade, rainflow, miner. ili LỚI CAM ĐOAN Tôi — Dễ Anh Tuân, học viên lớp Cao học Kỹ thuật máy thủy khi khóa CLC2016A. Trường Dại học Bách khoa Hà Nội — cam kết luận văn này là công trình nghiên cứu của bản thân tôi đưới sự hưởng dẫn của TS. Vũ Đình Quý — Viện Cơ khí động lục — Tại học Bách khoa Tà Nội.
Các số liệu, kết quả nêu trang luận văn là trưng thực và chưa từng được ai cổng bổ trong bắt kỳ công trình nào khác. Tác giả luận văn xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của minh. Hà Nội, ngày - tháng năm 2017 Tác giả Đỗ Anh Tuấn Xác nhận của giáo viên hưởng dẫn về mức độ hoản thành của luận văn tốt nghiệp và cho phép bảo vệ. Hà Nội, ngày — thắng - năm 2017 Giảng viên hướng dẫn TS.
Vii Dinh Quy THnh 26: Phân bổ áp suất mặt sau cánh.u 3Ô Hinh 27: Mô bình lưới Irong Slatic Structural 40 1linh 28: Các điều kiện ràng buộc trong statie structural 41 Tình 29: Phân bổ áp suất từ Fluent. si 4 Hinh 30: Thiết lập các lực vật li tác dụng lên cánh tua-bín. 42 11inh 30: Chuyên vị của cánh chịu tải áp suất 43 Hinh 31: Ứng suất trong đương trên cánh. 44 Hình 32: Vận tốc giỏ thay đổi theo thời gian.
245 Tỉnh 33: Phổ ứng suất lớn nhất tại gốc cảnh làm bằng gỗ 45 Tinh 34: Tudi tho mdi trên cảnh 46 Hinh 35: Hư hại mỏi trên cánh. nê neeairiirreireroeieoeoo đỔ) Hinh 42: Tuôi thọ mỗi với cảnh composite. csvset AD 11ình 43: Phả hữy mỏi trên cảnh - 50 DANH MUC BANG Bảng 1: Đếm sé chu ky Raimflow.cccccssecessessssescsenssessseeaescestsenansseeeanseeeseens 16 Bang 2: Ma tran dém 36 chu ky Rainflow. - Bang 3: Thang sé ki thnat ctia tua-bin Proven WT6000 24 Bang 4: Géc đặt ban đầu của cánh tua-bin giỏ.26 Bảng5: Dây cưng và góc đặt cảnh ở các vị trí khác nhau đọc hco cánh Iua-bii # Bang 6: Thang tiêu chuẩn Skewness 34 Bang 7: Thang tiêu chuẩn Crfhogonal.
co neo 34 Bang 8: Thong sé lw6i cia m6 high Cath. esses SS Bang 9: Khéi chay chuong tink Flucnt.ccsssssssesnatnininciseen 3S Bang 10: Diéu kién bién 38 Bảng 11: Sơ sánh ứng suất gây ra bởi lực khi động, lựo li tầm và trọng lựe. 44 TOM TAT NOT DUNG LUAN VAN NGHIEN CUU DY BOAN TUGI THO MOI CANH TUA-BIN GIO BANG COMPOSITE Tám tắt: Tuấi tho mỗi le tiéu chi dé thiét ké edn thidt cho hndtu kết các bộ phận ca fua-bin gid vi n-bin gió phải vận hành liên tục trong một khoảng thời gian đâi (từ 25 năm trở lân) đ có hiệu quả và kinh lễ.