【技术实现步骤摘要】
本申请属于风力发电，具体涉及一种用于风力发电的多层次耗能节点及塔架。
技术介绍
1、风能是一种资源丰富、清洁无污染的可再生能源，风力发电成为近年来世界上增长最快的能源，风力发电产业也成为一项前景广阔的新兴产业。
2、塔架作为风力发电机组的重要部件，除了要支撑风力机的重量，还要承受吹响风力机和塔架的风压，以及风力发电机中的动载荷，其设计水平直接影响风力发电机的工作性能和可靠性。
3、相关技术中，cn103410670a公开了一种桁架式风力发电机塔架，该塔架包括桁架式的塔架主体，该塔架主体由多个立柱、多层横向腹杆和多个斜向腹杆构成，立柱、横向腹杆和斜向腹杆直接的连接节点均采用刚性连接的方式，在外界环境载荷下，塔架容易产生震动，而刚性连接的节点无法有效的耗散能量以削弱震动效果，容易使节点发生破坏而造成塔架的倒塌。
4、因此，实有必要提供一种用于风力发电的多层次耗能节点及塔架，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
技术实现思路
1、本申请提供一种用于风力发电的多层次耗能节点及塔架，通过转杆与斜向腹杆连接，转杆上设置有耗能组件，将塔架的震动转换为转杆的转动，然后通过耗能组件将所述转杆的动能转换为其他能量进行耗散，解决了现有技术中刚性连接无法耗散震动能量的缺陷，可以有效对震动产生的能量进行耗散。
2、为解决上述技术问题，本申请的技术方案在于：
3、一种用于风力发电的多层次耗能节点，包括：
4、两个耗能盒，其中一个耗能盒沿第一方
5、两个第一套筒，沿第三方向布设，且两个所述第一套筒固定于所述连接件的上、下两端，用于连接塔架中沿第三方向相邻的两个立柱；
6、两个第二套筒，其中一个所述第二套筒与沿第一方向布设的耗能盒固定，用于连接塔架中沿第一方向设置的横向腹杆，另一个所述第二套筒与沿第二方向布设的耗能盒固定，用于连接塔架中沿第二方向设置的横向腹杆；
7、每个所述耗能盒均包括：
8、壳体；
9、转动组件，包括销轴及转杆，所述销轴与所述壳体固定，并沿所述壳体的厚度方向延伸，所述转杆与所述销轴铰接，所述转杆的末端穿过所述壳体外露，用于连接塔架中的斜向腹杆；
10、耗能组件，与所述转杆连接，外部环境载荷驱动所述斜向腹杆运动，带动所述转杆转动，所述耗能组件用于将所述转杆的动能转换为其他能量进行耗散，所述耗能组件包括第一耗能组件、第二耗能组件及第三耗能组件，所述第一耗能组件、第二耗能组件和所述第三耗能组件自所述转杆的首端向末端方向依次间隔设置，所述第一耗能组件、第二耗能组件及第三耗能组件随着所述转杆转动角度的增加依次启动产生耗能作用。
11、优选的，所述转杆的数量为两个，两个所述转杆交叉设置，其中一个所述转杆与所述销轴的连接位置设置有避让另一个所述转杆的u形拱起，两个所述转杆的末端位于所述第二套筒的上下两侧，分别用于连接倾斜向上和倾斜向下的两个所述斜向腹杆，初始状态下，所转杆的轴线与其对应的斜向腹杆的轴线不在一条直线上。
12、优选的，所述壳体包括顶板、底板以及侧板，所述底板与所述顶板平行间隔，所述侧板连接所述顶板和所述底板，三者配合围成收容空间，所述转动组件及耗能组件收容于所述收容空间内，所述侧板对应所述转杆末端的位置呈弧形，其上贯穿设置有开口，所述开口连通所述收容空间和外界，每个所述转杆的末端均设置有滑块，所述滑块一端与所述转杆的末端铰接，另一端穿过所述开口与斜向腹杆铰接。
13、优选的，所述滑块包括内滑块、外滑块及弹性杆，所述内滑块抵接所述侧板的内侧表面，所述外滑块抵接所述侧板的外侧表面，所述弹性杆一端与所述内滑块铰接，另一端穿过所述开口与所述外滑块铰接。
14、优选的，所述第一耗能组件一端与所述转杆的末端铰接，另一端与销钉铰接，所述销钉与所述壳体固定，所述第一耗能组件为粘滞阻尼器，其通过阻尼器中的粘性流体与阻尼器结构部件相互作用来耗散震动能量。
15、优选的，所述第二耗能组件包括摩擦块及第一驱动杆，所述摩擦块夹设于所述顶板和所述转杆之间，所述摩擦块上贯穿设置有第一弧形长孔，所述顶板对应所述第一驱动杆的位置设置有第一弧形滑孔，所述第一驱动杆一端与所述转杆固定，另一端穿过所述第一弧形长孔后限位于所述第一弧形滑孔内，所述第一弧形长孔的延展长度小于所述第一弧形滑孔的延展长度，所述第二耗能组件产生效用时，所述第一驱动杆位于所述第一弧形长孔的两端位置，通过驱动所述摩擦块与所述顶板之间产生相对位移，形成摩擦耗能。
16、优选的，所述第一驱动杆穿过所述第一弧形滑孔露设于所述顶板外，所述第一弧形滑孔的末端设置螺纹，其上设置有预紧螺母，所述预紧螺母用于施加预紧力，控制所述转杆与所述顶板对所述摩擦块的夹紧程度，以达到控制摩擦力大小和摩擦耗能的作用。
17、优选的，所述第三耗能组件包括带缝钢板和第二驱动杆，所述带缝钢板与所述顶板固定并与所述转杆保持间隔，所述带缝钢板上贯穿设置有第二弧形长孔，所述顶板对应所述第二驱动杆体的位置设置有第二弧形滑孔，所述第二驱动杆一端与所述转杆固定，另一端穿过所述第二弧形长孔后限位于所述第二弧形滑孔内，所述第二弧形长孔的延展长度小于所述第二弧形滑孔的延展长度，所述第二耗能组件产生效用时，所述第二驱动杆位于所述第二弧形长孔的两端位置，所述带缝钢板一端固定，另一端移动导致带缝钢板产生剪切变形，形成金属耗能。
18、优选的，所述第一弧形长孔和所述第二弧形长孔圆心位置与所述转杆转动路径的圆心位置位于同一点上，所述第一弧形长孔的延展长度小于所述第二弧形长孔的延展长度。
19、本申请还提供一种用于风力发电的塔架，包括立杆、横向腹杆、斜向腹杆及上述的多层次耗能节点，多个所述立杆、横向腹杆及斜向腹杆通过所述多层次耗能节点拼接形成桁架式的塔架结构。
20、本申请的有益效果在于：
21、(1)通过转杆与斜向腹杆连接，转杆上设置有耗能组件，将塔架的震动转换为转杆的转动，然后通过耗能组件将所述转杆的动能转换为其他能量进行耗散，解决了现有技术中刚性连接无法耗散震动能量的缺陷，可以有效对震动产生的能量进行耗散，有效避免结构在外部环境载荷作用下遭到破坏，可以面对复杂多变的外部环境荷载；
22、(2)第一耗能组件、第二耗能组件及第三耗能组件存在时序上的先后顺序，小震动时，仅有所述第一耗能组件启动，大震动时，第一耗能组件、第二耗能组件、第三耗能组件依次启动，在小震动时，可以降低所述第二耗能组件和所述第三耗能组件的使用频率，降低使用磨损，延长使用寿命；在大震动时，三个耗能组件共同发挥耗能作用，可以保证耗能效果；
23、(3)整体结构简单，易于装配，可以很好的适用于实际的施工场景。
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1.一种用于风力发电的多层次耗能节点，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的多层次耗能节点，其特征在于，所述转杆的数量为两个，两个所述转杆交叉设置，其中一个所述转杆与所述销轴的连接位置设置有避让另一个所述转杆的U形拱起，两个所述转杆的末端位于所述第二套筒的上下两侧，分别用于连接倾斜向上和倾斜向下的两个所述斜向腹杆，初始状态下，所转杆的轴线与其对应的斜向腹杆的轴线不在一条直线上。
3.根据权利要求1所述的多层次耗能节点，其特征在于，所述壳体包括顶板、底板以及侧板，所述底板与所述顶板平行间隔，所述侧板连接所述顶板和所述底板，三者配合围成收容空间，所述转动组件及耗能组件收容于所述收容空间内，所述侧板对应所述转杆末端的位置呈弧形，其上贯穿设置有开口，所述开口连通所述收容空间和外界，每个所述转杆的末端均设置有滑块，所述滑块一端与所述转杆的末端铰接，另一端穿过所述开口与斜向腹杆铰接。
4.根据权利要求3所述的多层次耗能节点，其特征在于，所述滑块包括内滑块、外滑块及弹性杆，所述内滑块抵接所述侧板的内侧表面，所述外滑块抵接所述侧板的外侧表面，所述弹性杆一
5.根据权利要求3所述的多层次耗能节点，其特征在于，所述第一耗能组件一端与所述转杆的末端铰接，另一端与销钉铰接，所述销钉与所述壳体固定，所述第一耗能组件为粘滞阻尼器，其通过阻尼器中的粘性流体与阻尼器结构部件相互作用来耗散震动能量。
6.根据权利要求5所述的多层次耗能节点，其特征在于，所述第二耗能组件包括摩擦块及第一驱动杆，所述摩擦块夹设于所述顶板和所述转杆之间，所述摩擦块上贯穿设置有第一弧形长孔，所述顶板对应所述第一驱动杆的位置设置有第一弧形滑孔，所述第一驱动杆一端与所述转杆固定，另一端穿过所述第一弧形长孔后限位于所述第一弧形滑孔内，所述第一弧形长孔的延展长度小于所述第一弧形滑孔的延展长度，所述第二耗能组件产生效用时，所述第一驱动杆位于所述第一弧形长孔的两端位置，通过驱动所述摩擦块与所述顶板之间产生相对位移，形成摩擦耗能。
7.根据权利要求6所述的多层次耗能节点，其特征在于，所述第一驱动杆穿过所述第一弧形滑孔露设于所述顶板外，所述第一弧形滑孔的末端设置螺纹，其上设置有预紧螺母，所述预紧螺母用于施加预紧力，控制所述转杆与所述顶板对所述摩擦块的夹紧程度，以达到控制摩擦力大小和摩擦耗能的作用。
8.根据权利要求6所述的多层次耗能节点，其特征在于，所述第三耗能组件包括带缝钢板和第二驱动杆，所述带缝钢板与所述顶板固定并与所述转杆保持间隔，所述带缝钢板上贯穿设置有第二弧形长孔，所述顶板对应所述第二驱动杆体的位置设置有第二弧形滑孔，所述第二驱动杆一端与所述转杆固定，另一端穿过所述第二弧形长孔后限位于所述第二弧形滑孔内，所述第二弧形长孔的延展长度小于所述第二弧形滑孔的延展长度，所述第二耗能组件产生效用时，所述第二驱动杆位于所述第二弧形长孔的两端位置，所述带缝钢板一端固定，另一端移动导致带缝钢板产生剪切变形，形成金属耗能。
9.根据权利要求8所述的多层次耗能节点，其特征在于，所述第一弧形长孔和所述第二弧形长孔圆心位置与所述转杆转动路径的圆心位置位于同一点上，所述第一弧形长孔的延展长度小于所述第二弧形长孔的延展长度。
10.一种用于风力发电的塔架，其特征在于，包括立杆、横向腹杆、斜向腹杆及权利要求1-9任一项所述的多层次耗能节点，多个所述立杆、横向腹杆及斜向腹杆通过所述多层次耗能节点拼接形成桁架式的塔架结构。
...【技术特征摘要】
1.一种用于风力发电的多层次耗能节点，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的多层次耗能节点，其特征在于，所述转杆的数量为两个，两个所述转杆交叉设置，其中一个所述转杆与所述销轴的连接位置设置有避让另一个所述转杆的u形拱起，两个所述转杆的末端位于所述第二套筒的上下两侧，分别用于连接倾斜向上和倾斜向下的两个所述斜向腹杆，初始状态下，所转杆的轴线与其对应的斜向腹杆的轴线不在一条直线上。
3.根据权利要求1所述的多层次耗能节点，其特征在于，所述壳体包括顶板、底板以及侧板，所述底板与所述顶板平行间隔，所述侧板连接所述顶板和所述底板，三者配合围成收容空间，所述转动组件及耗能组件收容于所述收容空间内，所述侧板对应所述转杆末端的位置呈弧形，其上贯穿设置有开口，所述开口连通所述收容空间和外界，每个所述转杆的末端均设置有滑块，所述滑块一端与所述转杆的末端铰接，另一端穿过所述开口与斜向腹杆铰接。
4.根据权利要求3所述的多层次耗能节点，其特征在于，所述滑块包括内滑块、外滑块及弹性杆，所述内滑块抵接所述侧板的内侧表面，所述外滑块抵接所述侧板的外侧表面，所述弹性杆一端与所述内滑块铰接，另一端穿过所述开口与所述外滑块铰接。
5.根据权利要求3所述的多层次耗能节点，其特征在于，所述第一耗能组件一端与所述转杆的末端铰接，另一端与销钉铰接，所述销钉与所述壳体固定，所述第一耗能组件为粘滞阻尼器，其通过阻尼器中的粘性流体与阻尼器结构部件相互作用来耗散震动能量。
6.根据权利要求5所述的多层次耗能节点，其特征在于，所述第二耗能组件包括摩擦块及第一驱动杆，所述摩擦块夹设于所述顶板和所述转杆之间，所述摩擦块上贯穿设置有第一弧形长孔，所述顶板对应所述第一驱动杆的位置设置有第一弧形滑...
【专利技术属性】
技术研发人员：滕明鸿，柯珂，贺修樟，王宇航，黄小刚，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
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