塔架振动的螺栓松动故障动态仿真平台、仿真系统及方法技术方案

技术编号:23288601 阅读:31 留言:0更新日期:2020-02-08 18:31
本发明专利技术属于风力发电机塔架安全监测技术领域,公开了一种塔架振动的螺栓松动故障动态仿真平台、仿真系统及方法,塔架模型由钢板焊接而成,用于根据不同风力发电机的功率和塔架型号尺寸,在通过等比例缩小建模仿真后,确定其刚度和结构满足要求下进行模型加工;法兰通过厚钢板打孔焊接的方式与塔架连接用于通过高强度螺栓将两塔架进行连接,法兰孔数和孔径大小根据具体要求确定;螺栓通过扭力扳手与法兰连接;基座用于防止塔架下端左右摇晃;摆动装置利用一根钢管焊接在塔架上;底座为固定风力机塔架基座的混凝土块,用于防止底端发生摇晃。本发明专利技术能够对螺栓松动故障的监测和故障特征提取实验提供较大的帮助。

Dynamic simulation platform, system and method of bolt looseness in tower vibration

【技术实现步骤摘要】
塔架振动的螺栓松动故障动态仿真平台、仿真系统及方法
本专利技术属于风力发电机塔架安全监测
,尤其涉及一种塔架振动的螺栓松动故障动态仿真平台、仿真系统及方法。
技术介绍
目前,业内常用的现有技术是这样的:近年来随着全球气候环境的不断恶化和化石能源的日益枯竭,新能源逐渐走进人们的视野。风能作为发展较为成熟的一种清洁与可再生能源装机容量得到快速增长。由于风力发电机组的工作环境较为复杂,处于地面层形成的剪切风、阵风和台风之中,风力机塔架作为机组重要的承载部件,属于典型细长薄壳结构,其底端固定,顶端自由且承受机舱和风轮的重力和气动载荷,该结构形式容易发生振动和失稳。随着机组的单机容量不断增大,重量和外型尺寸随之增大,塔架的高度也随之增加,作用在塔架上的重力载荷和气动载荷交变性和时变性更加显著。近年来,塔架在风电机组运行过程中倒塌或失稳的事故时有发生,由于风力发电机塔架时有法兰螺栓连接而成,如何对螺栓进行实时监测是目前的研究方向和重点,但是实际情况下无法在风力机塔架上进行相关动态实验,目前阶段主要是仿真模拟研究,因此迫切需要一种动态模拟风力机塔架振动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种塔架振动的螺栓松动故障动态仿真系统,其特征在于,所述塔架振动的螺栓松动故障动态仿真系统包括:/n动态模拟模块:用于通过摆动装置的摆动带动塔架的摆动,模拟低频的塔架动态振动状态;/n实时监测模块:用于在塔架振动状态下,对预埋应变片的螺栓内部应变进行实时监测;/n松动程度变换模块:用于通改变螺栓不同扭力值表示不同的松动程度;/n动态测试模块:用于基于不同的松动程度,在摆动装置摆锤相同高度条件下进行动态测试;/n数据采集分析模块:用于对不同松动程度的罗阿核算应变值数据进行采集并分析,得到相应的特征形式和表达式;/n验证优化模块:用于通过盲拧的方式,在不知道螺栓松动的程度预紧力的情况下对得到的...

【技术特征摘要】
1.一种塔架振动的螺栓松动故障动态仿真系统,其特征在于,所述塔架振动的螺栓松动故障动态仿真系统包括:
动态模拟模块:用于通过摆动装置的摆动带动塔架的摆动,模拟低频的塔架动态振动状态;
实时监测模块:用于在塔架振动状态下,对预埋应变片的螺栓内部应变进行实时监测;
松动程度变换模块:用于通改变螺栓不同扭力值表示不同的松动程度;
动态测试模块:用于基于不同的松动程度,在摆动装置摆锤相同高度条件下进行动态测试;
数据采集分析模块:用于对不同松动程度的罗阿核算应变值数据进行采集并分析,得到相应的特征形式和表达式;
验证优化模块:用于通过盲拧的方式,在不知道螺栓松动的程度预紧力的情况下对得到的特征形式和表达式进行验证;并通过不断的优化参数的方式对特征函数进行完善。


2.一种塔架振动的螺栓松动故障动态仿真方法,其特征在于,所述塔架振动的螺栓松动故障动态仿真方法包括:
步骤一,预先设定基于预埋应变的螺栓松动模拟的操作流程;同时建立动态模拟模型、尺寸,设定摆动装置;
步骤二,通过预先建立的模型、尺寸以及预先设定摆动装置,利用立体建模的方式进行展示;根据不同的要求,确定预埋应变片传感器的选型和布置位置;确定法兰连接、预紧力、采集时间以及相关参数;
步骤三,确定模拟摆动装置的高度;
步骤四,开启应变采集系统进行信号采集;从规定的高度释放摆锤,让其自由摆动,开启摆动装置;
步骤五,到达模拟采集时间,将摆锤收回不在让其的重力势能转换为摆动的动能;结束当前数据采集实验,关闭采集系统。


3.如权利要求2所述塔架振动的螺栓松动故障动态仿真方法,其特征在于,步骤二中,所述确定法兰连接、预紧力、采集时间以及相关参数具体包括:
通过对法兰螺栓监测方式的不同来确定...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴恩军陈洪军屈文峰霍崇梁郑钊黄香朝李真荣杨涛沈忠明
申请(专利权)人:国家电投集团徐闻风力发电有限公司华中科技大学
类型:发明
国别省市:广东;44

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