فهرست مطالب
۱ - فصل اول، جمع آوری اطلاعات و مطالعه مشخصات شاسی و جرثقیل توربین های بزرگ و معماری کلی آنها
۱ - ۱ - مقدمه
۱ - ۲ - کاربرد و نقش شاسی در توربین
۱ - ۳ - مشخصات هندسی و معماری شاسی
۱ - ۴ - مشخصات فنی شاسی توربین در انواع توربین های مگاواتی موجود
۱ - ۵ - پارامترهای طراحی و تحلیل شاسی توربین
۱ - ۶ - مروری بر جرثقیل توربین های بزرگ و متداول دنیا
۱ - ۶ - ۱ - وستاس ( Vestas)
۱ - ۶ - ۲ - جیای (GE)
۱ - ۶ - ۳ - ریپاور (Repower)
۱ - ۶ - ۴ - نوردکس ( Nordex)
۱ - ۶ - ۵ - گامسا (Garnesa)
۱ - ۶ - ۶ - میتسوبیشی (Mitsubishi)
۱ - ۶ - ۷ - زیمنس (Siemens)
۱ - ۶ - ۸ - کلیپر (Clipper)
۱ - ۶ - ۹ - فرلندر((f1) fuhlander)
۱ - ۶ - ۱۰ - گلدویند (GOLDWIND)
۱ - ۶ - ۱۱ - کنترسیس (KENERSYS)
۱ - ۶ - ۱۲ - نتیجه گیری
۲ - فصل دوم، طراحی هندسی شاسی، تکیه گاه ژنراتور، جرثقیل و پوسته ی ناسل
۲ - ۱ - مقدمه
۲ - ۲ - مدل سازی هندسی تکیه گاه ژنراتور
۲ - ۲ - ۱ - مقدمه
۲ - ۲ - ۲ - مدل هندسی
۲ - ۳ - مدل سازی هندسی شاسی اصلی
۲ - ۴ - مدل سازی هندسی سازه (ساپورت) جرثقیل
۲ - ۴ - ۱ - بررسی اجزای درون ناسل
۲ - ۴ - ۲ - سازه ی جرثقیل سقفی
۲ - ۴ - ۳ - جرثقیل با سازه L شکل
۲ - ۴ - ۴ - جمعبندی کلی santana
۲ - ۴ - ۵ - مدل هندسی سازهی جرثقیل
۲ - ۴ - ۵ - ۱ - مشخصات جرثقیل
۲ - ۴ - ۶ - مدل هندسی
۲ - ۵ - اصلاحات مربوط به پوسته ی ناسل
٣ - فصل سوم، تحلیل استحکامی و خستگی تکیه گاه ژنراتور
۳ - ۱ - مقدمه
۳ - ۲ - مدل هندسی
۳ - ۳ - تحليل استحکامی شاسی عقب
۳ - ۳ - ۱ - تعیین بارهای وارد بر شاسی عقب
۳ - ۳ - ۲ - تحلیل استاتیکی شاسی عقب تاسل
۳ - ۳ - ۳ - بررسی استحکام اتصالات شاسی عقب به شاسی اصلی
۳ - ۳ - ۴ - بررسی استحکام خستگی شاسی ژنراتور
۴ - فصل چهارم،تحلیل استحکامی و خستگی شاسی اصلی
۴ - ۱ - مقدمه
۴ - ۲ - تحلیل استاتیکی شاسی اصلی
۴ - ۲ - ۱ - مدل سازی و اعمال شرایط مرزی
۴ - ۲ - ۲ - نتایج
۴ - ۳ - تحلیل خستگی شاسی اصلی
۴ - ۳ - ۱ - تعیین بار بحرانی
۴ - ۳ - ۲ - تعیین نوع بار وارده به شاسی اصلی
۴ - ۳ - ۳ - نتایج تحلیل خستگی
۵ - فصل پنجم، مروری بر آزمون ها و برخی از مهم ترین الزامات ساخت
۵ - ۱ - مقدمه
۵ - ۲ - استاندارد GL در مورد روش های ساخت و آزمون [۱]
۵ - ۲ - ۱ - بخش مواد
۵ - ۲ - ۲ - مواد فلزی
۵ - ۲ - ۳ - ساخت و آزمون
۵ - ۳ - روش جوشکاری و تعیین کیفیت آن [۲]
۵ - ۳ - ۱ - مقدمه
۵ - ۳ - ۲ - مشخصات روش جوشکاری (Welding Procedure Specification- WPS)
۵ - ۳ - ۳ - مشخصات سربرگ فرم WPS
۵ - ۳ - ۴ - نحوه انجام فرایند جوشکاری (Type)
۵ - ۳ - ۵ - طرح اتصال (Joints)
۵ - ۳ - ۶ - طرح شیار یا یخ جوشکاری (Groove design)
۵ - ۳ - ۷ - گزارش کیفیت روش جوشکاری (Welding Procedure Qualification Record- PQR)
۵ - ۳ - ۸ - روش آماده سازی و جوشکاری نمونه های مناسب و آزمایشهای تعیین کیفیت جوش
۵ - ۳ - ۹ - جوشهای شیاری با نفوذ کامل جوش
۵ - ۳ - ۱۰ - آزمایش های غیر مخرب
۵ - ۳ - ۱۰ - ۱ - آزمایش های مکانیکی
۵ - ۳ - ۱۰ - ۲ - جوش های شیاری با نفوذ جزئی
۵ - ۳ - ۱۰ - ۳ - جوش های گوشه ای (Fillet)
۵ - ۳ - ۱۰ - ۴ - آزمایش مجدد
۵ - ۳ - ۱۱ - ثبت و تأیید کیفیت جوش [۲]
۵ - ۳ - ۱۲ - نکات جانبی
۵ - ۳ - ۱۳ - محدودیت متغیرهای PQR
۵ - ۳ - ۱۴ - متغیرهای اساسی در آزمایش تأیید صلاحیت جوشکار (WPQ)
۵ - ۳ - ۱۵ - جوشکاری به روش الکترود دستی (SMAW)
۶ - فصل ششم، تحلیل سازهی جرثقیل
۶ - ۱ - مقدمه
۶ - ۲ - مشخصات مکانیکی
۶ - ۲ - ۱ - مدل سازهای
۶ - ۲ - ۲ - بارگذاری و شرایط مرزی
۶ - ۲ - ۳ - تحلیل استاتیکی سازه
۶ - ۲ - ۴ - طراحی اتصالات
۶ - ۲ - ۵ - نیروهای وارده
۶ - ۲ - ۶ - طراحی پیچها
۶ - ۲ - ۶ - ۱ - ضریب اطمینان استاتیکی
۶ - ۲ - ۶ - ۲ - ضریب اطمینان فشاری
۶ - ۲ - ۶ - ۳ - ضریب اطمینان در مقابل سرخوردن
۷ - فصل هفتم، تحلیل پوسته ناسل
۷ - ۱ - مقدمه
۷ - ۲ - شرایط سرعت باد فوق العاده (غیر عادی EWM)
۷ - ۳ - حالت 6.1 DLC
۷ - ۴ - حالت DLC6. 2
۷ - ۵ - حالت DLC7 . 1
۷ - ۶ - بارگذاریهای موجود روی کاور ناسل و دماغه
۷ - ۶ - ۱ - بار مرده (Dead Wieght)
۷ - ۶ - ۲ - بار زنده (Live Load)
۷ - ۶ - ۳ - بارهای ناشی از باد
۷ - ۶ - ۴ - بارهای برف و یخ
۷ - ۶ - ۵ - ترکیب بار
۷ - ۷ - محاسبات بارگذاری
۷ - ۷ - ۱ - بار باد
۷ - ۸ - نتایج تحلیل پوسته ی ناسل تقویت شده
۷ - ۹ - خلاصه نتایج
۷ - ۱۰ - اتصال تکیهگاه به کاور ناسل (اتصال نوع ۱ ناسل)
۷ - ۱۱ - اتصال اعضای کامپوزیتی کاور ناسل به یکدیگر (اتصال نوع ۲ کاور ناسل)
نتیجه گیری
مراجع
فهرست شکلها
شکل ۱-۱: توربین 7077 FL MD
شکل ۱-۲: توربین MWT92/ 2 . 3
شکل ۱-۳: توربین Vestas V66
شکل ۱-۴: توربین با چیدمان مودولار خط انتقال قدرت
شکل ۱-۵: چیدمان سه نقطهای توربین 80 Nordex
شکل ۱-۶: شاسی یکپارچه با پوستهی گیربکس
شکل ۱-۷: توربین Vestas V802. 0MW با شاسی مدولار
شکل ۱-۸: توربین Vestas V802. 0 با شاسی مدولار
شکل ۱-۹: توربين Acciona / AW1500 با شاسی مدولار
شکل ۱-۱۰: توربين Acciona / AW3000 با شاسی مدولار
شکل ۱-۱۱: توربین (Gamesa G80 ( 2 . 0MW با شاسی مدولار
شکل ۱-۱۲: دو قسمت جلویی و عقبی شاسی مدولار توربین Games
شکل ۱-۱۳: توربین SUBARU802. 0MW با شاسی مدولار
شکل ۱-۱۴: شاسی توربین SUBARU80/ 2 . 0 با دو یاتاقان اصلی
شکل ۱-۱۵: شاسی توربین ( Nordex80( 2 . 5MW با چیدمان سه نقطه ای
شکل ۱-۱۶: شاسی توربین (FL MD 7077( 15MW با چیدمان سه نقطه ای
شکل ۱-۱۷: شاسی توربین (DeWind D8 ( 2 . 0MW با چیدمان سه نقطه ای
شکل ۱-۱۸: توربین (KENERSYS K100( 2 . 5MW با چیدمان سه نقطه ای
شکل ۱-۱۹: شاسی توربین (KENERSYS K100( 2 . 5MW با چیدمان سه نقطه ای
شکل ۱-۲۰: توربین (REpower MM92( 2 . 05MW با چیدمان سه نقطه ای
شکل ۱-۲۱: توربين Mitsubishi / MWT2300با شاسی و پوستهی گیربکس یکپارچه
شکل ۱-۲۲: شاسی با دو قسمت در توربین 80 Nordex
شکل ۱-۲۳: طرح هندسی اولیه برای شاسی
شکل ۱-۲۴: V80- 2MW
شکل ۱-۲۵: V80- 2MW
شکل ۱-۳۶: V90- 1 . 8MW
شکل ۱-۲۷: V90- 3MW
شکل ۱-۲۸: V90- 3MW
شکل ۱-۲۹: V90- 3MW
شکل ۱-۳۰: V90- 3MW
شکل ۱-۳۱: V90- 3MW
شکل ۱-۳۲: V112- 3MW
شکل ۱-۳۳: Vestas tower crane
شکل ۱-۳۴: Vestas tower crane
شکل ۱-۳۵: GE- 1 . 5 MW
شکل ۱-۳۶: Repower - 5 MW
شکل ۱-۳۷: Repower - 5 MW
شکل ۱-۳۸: Repower - 5 MW
شکل ۱- ۳۹: Repower - 6 MW
شکل ۱-۴۰: Nordex N100/ 2500
شکل ۱-۴۱: Gamesa G9X- 2 . 0 MW
شکل ۱-۴۲: Gamesa G58 - 850 KW
شکل ۱-۴۳: Garmesa Flexifit
شکل ۱-۴۴: 95/ 2 . 4 Mitsubishi MWT
شکل ۱-۴۵: 93-2 . 3-Siemens SWT
شکل ۱-۴۶: 107-36-Siemens SWT
شکل ۱-۴۷: Siemens
شکل ۱-۴۸: Liberty 2. 5 MW
شکل ۱-۴۹: Liberty 2. 5 MW
شکل ۱-۵۰: Liberty 2 . 5 MW
شکل ۱-۵۱: FL 2500
شکل ۱-۵۲: 2500 FL
شکل ۱-۵۳: GOLDWIND 1 . 5MW
شکل ۱-۵۴: GOLDWIND 2 . 5MW
شکل ۱-۵۵: K82 2. 0MW & K100 2 . 5MW
شکل ۲-۱ : نمای ایزومتریک سازه
شکل ۲-۲: دید از بالای تکیه گاه ژنراتور
شکل ۲-۳: تیر اصلی تکیه گاه ژنراتور
شکل ۲-۴: نمای سه بعدی شاسی اصلی
شکل ۲-۵: یک نمونه از جرثقیل سقفی به کار رفته در محصولات شرکت Vestas
شکل ۲-۶: یک نمونه از جرثقیل بازویی به کار رفته در محصولات شرکت Repower
شکل ۲-۷: انواع جرثقیل از نظر نوع حماله. الف) سینگل گیردر؛ ب) دابل گیردر
شکل ۲-۸: از مقایسه ی دو نوع جرثقیل از نظر هدروم
شکل ۲-۹: مدل هندسی سازهی جرثقیل
شکل ۲-۱۰: حماله
شکل ۲-۱۱: حماله (نمای روبه رو)
شکل ۲-۱۲: دیوارهای اصلاح شده ی جانبی پوسته ی تاسل با توجه به اصلاحات جرثقیل
شکل ۲-۱۳: دیوارهای اصلاح شدهی جایی پوستی تاسل با توجه به اصلاحات جرثقیل
شکل ۲-۱۴: کامپوننت های اصلی ناسل
شکل ۲-۱۵: کامپوننت های اصلی ناسل
شکل ۲-۱۶: کامپوننت های اصلی ناسل
شکل ۳-۱: نمای ایزومتریک سازه
شکل ۳-۲: مدل سازی فریم جرثقیل در نرمافزار ANSYS
شکل ۳-۳: شرایط مرزی و نیروهای اعمالی در تحلیل استاتیکی
شکل ۳-۴: بررسی تنش معادل در شاسی ژنراتور
شکل ۳-۵: توزیع تنش در ناحیهی دریچههای لوبیایی تیر جانبی شاسی
شکل ۳-۶: کانتور تغییر شکل شاسی عقب
شکل ۳-۷: مدل اتصالات پیچی شاسی در نرم افزار KISSSOFT
شکل ۳-۸: نتایج در نرم افزار KISSSOFT
شکل ۳-۹: مدل فلنج اتصال شاسی عقب به شاسی اصلی
شکل ۳-۱۰: وضعیت سطوح تماس فلنج
شکل ۳-۱۱: فاصلهی میان سطوح فلنجها
شکل ۳-۱۲: محدودهی نوسان تنش
شکل ۴-۱: مدل هندسی شاسی اصلی به همراه هوزینگها، شفت، گیربکس، تکیه گاه ژنراتور و بخش هایی از برج
شکل ۴-۲: محل تماس شاسی با هوزینگها
شکل ۴-۳: محل اتصال گیریکس به شاسی- مدل سازی تورک ارمهای گیربکس و فتریت آن، مدل سازی پیچ های اتصال شاسی به گیربکس
شکل ۴-۴: نیروهای اعمالی به شاسی اصلی
شکل ۴-۵: استفاده از اتصال Revolute برای مدل سازی تماس بین هوزینگ پیشین و شفت: الف) قبل از تغییر شکل؛ ب) بعد از تغییر شكل
شکل ۴-۶: استفاده از اتصال Cylindrical برای مدل سازی تماس بین هوزینگ پسین و شفت: الف) قبل از تغییر شکل؛ ب) بعد از تغییر شکل
شکل ۴-۷: مدل سازی اتصال هوزینگ با شاسی به وسیله ی پیچ و پیش بار و المان های تماسی
شکل ۴-۸: مدل مش بندی شده شاسی اصلی به همراه هوزینگ ها، شفت و غیره
شکل ۴-۹: مش بندی ریزتر اطراف سوراخ های شاسی اصلی و نواحی حساس
شکل ۴-۱۰: مش بندی ریزتر اطراف سوراخهای شاسی اصلی و نواحی حساس
شکل ۴-۱۱: کیفیت المانهای شاسی اصلی
شکل ۴-۱۲: تحلیل های استحکامی انجام شده در محیط ANSYS WORKBENCH
شکل ۴-۱۳: كانتور تنش معادل برای بارگذاری DLC11_ 25 _ A _ y8
شکل ۴-۱۴: کانتور تنش معادل برای بارگذاری DLC11_ v25 _ A _ y8
شکل ۴-۱۵: كانتور تنش معادل برای بارگذاری DLC82 _ A _ v34 _ y8 _ r090
شکل ۴-۱۶: کانتور تنش معادل برای بارگذاری DLC82 _ A _ v34 _ y8 _ r090
شکل ۴-۱۷: شبیه سازی روتورلاک و اتصال آن به شاسی اصلی، نمای عقب آن
شکل ۴-۱۸: شبیه سازی روتورلاک و اتصال آن به شاسی اصلی، نمای روبه رو
شکل ۴-۱۹: تنش معادل در روتورلاک، نمای روبه رو
شکل ۴-۲۰: تنش معادل در روتورلاک، نمای عقبی
شکل ۴-۲۱: رفتار المان های تماسی بین استوانه نگهدارنده روتورلاک و شاسی اصلی
شکل ۴-۲۲: تحلیل خستگی شاسی اصلی با زاویه ی سیستم دوران صفر درجه
شکل ۴-۲۳: تحلیل خستگی شاسی اصلی با زاویه ی سیستم دوران ۸- درجه
شکل ۴-۲۴: تحلیل خستگی شاسی اصلی با زاویه ی سیستم دوران ۸+ درجه
شکل ۴-۲۵: نحوه تغییرات هر ۱۱ حالت بحرانی بارگذاری
شکل ۴-۲۶: بارگذاری نامتناسب و غیر همفاز
شکل ۴-۲۷: اطلاعات تاریخچهی تنش مسئله که به صورت توده ای در فضا رسم شده اند، به همراه پارامترهای موردنیاز برای تعریف ضريب عدم تناسب و ضریب چند محوره بودن بارگذاری
شکل ۴-۲۸: بیشترین تنش های اصلی نسبت به ضریب چندمحوره بودن تنش
شکل ۴-۲۹: بیشترین تنش های اصلی نسبت به ضریب عدم تناسب بارگذاری
شکل ۴-۳۰: بیشترین تنش های اصلی نسبت به زاویه ی تنش اصلی
شکل ۴-۳۱: نتایج به دست آمده از تحلیل خستگی شاسی اصلی
شكل ۵-۱: نمونه ای از فرم WPS طبق استاندارد AWS D1. 1
شکل ۵-۲: آماده سازی نمونه ی خمش
شکل ۵-۳: نمونهی آزمایش کشش برای مقاطع گرد
شکل ۵-۴: نحوهی نمونه برداری از ورق جوشکاری شده با اتصال شیاری با نفوذ کامل
شکل ۵-۵: نحوهی آماده سازی ورق نمونهای آزمایش برای تعیین کیفیت جوش گوشه
شکل ۵-۶: موقعیت آماده سازی ورق های نمونهی ازمایش برای تعیین کیفیت جوش
شكل ۵-۷: نمونهی فرم WPS تکمیل شده
شكل ۵-۸: نمونهی فرم PQR تکمیل شده
شکل ۶-۱: مدل مشبندی شده سازهی جرثقیل
شکل ۶-۲: نیروهای وارد بر سازهی جرثقیل
شکل ۶-۳: تنش فون مایرز در سازهی جرثقیل
شکل ۶-۴: تمركز تنش در مرز المان
شکل ۶-۵: توزيع جابه جایی در سازهی جرثقیل
شکل ۶-۶: نمایی از اتصالات سازهی جرثقیل
شکل ۶-۷: مشخصات هندسی محل قرارگیری پیچها در اتصال به شاسی
شكل ۷-۱: ضریب های درگ پوشش ناسل
شكل ۷-۲: نتایج تحلیل حالت بارگذاری بار مرده + DLC6. 1
شکل ۷-۳: نتایج تحلیل حالت بار مرده + بار زنده (اعمال فشار مطابق استاندارد GL)
شكل ۷-۴: نتایج تحلیل حالت بار مرده + بار زنده (DLC6. 2 و DLC7 . 1) جهت وزش باد از سمت جانبی کاور
شكل ۷-۵: نتایج تحلیل بار مرده + بار باد (DLC6. 2 و DLC7 . 1) جهت وزش باد از عقب کاور
شكل ۷-۶: تعیین نیروهای عکس العمل در تکیهگاه بحرانی
شكل ۷-۷: نتایج تنش بر روی زیر مدل اتصال نوع یک کاور ناسل
شكل ۷-۸: تنش بر روی اتصالات اجزاء پوسته ی ناسل به یکدیگر
شكل ۷-۹: نتایج اجزای محدود تنش در اتصال نوع ۲ ناسل
فهرست جدولها
جدول ۱-۱: اطلاعات کلی جرثقیل های توربین بادی
جدول ۱-۲: مشخصات کامپوننتهای قابل حمل
جدول ۲-۲: بررسی راهبردهای موجود برای جرثقیل
جدول ۳-۱: نیروهای وارد بر فریم جرثقیل (واحد نیرو: نيوتن واحد گشتاور: نیوتن متر)
جدول ۳-۲: نیروهای وارد بر فریم جرثقیل (واحد نیرو: نيوتن واحد گشتاور: نیوتن متر)- محل اعمال نیرو مقابل اعداد بدون ستاره قرار دارد
جدول ۳-۳: نیروهای وارد بر شاسی عقب از طرف فریم جرثقیل (واحد نیرو: نيوتن واحد گشتاور: نيوتن متر)
جدول ۳-۴: پارامترهای نمودار تنش-عمر
جدول ۴-۱: بارهای بحرانی که برای تحلیل شاسی اصلی مورد استفاده قرار گرفته اند
جدول ۴-۲: تعداد تکرار حالت های بارگذاری مختلف
جدول ۵-۱: هدف و ملاحظات انواع آزمون ها در جوش های مختلف
جدول ۵-۲: نوع و نام اختصاری طرح اتصال
جدول ۵-۳: نوع و تعداد نمونه ها جهت آزمایش
جدول ۵-۴: نوع و تعداد آزمایش های لازم برای جوش های شیاری با نفوذ پایین
جدول ۵-۵: نوع و تعداد آزمایش های لازم برای جوش های گوشه
جدول ۶-۱: مشخصات فیزیکی سازهی جرثقیل
جدول ۶-۲: نیروهای تکیه گاهی در اتصالات بين سازه و شاسی
جدول ۶-۳: نتایج نیروهای برآیند در پیچهای اتصال به شاسی
جدول ۶-۴: نتایج نیروهای برآیند در پیچهای اتصال به شاسی
جدول ۶-۵: مشخصات هندسی و مکانیکی، نیرویی پیچها
جدول ۶-۶: ضرایب نرمی
جدول ۶-۷: روند و نتایج مربوط به ضریب اطمینان استاتیکی
جدول ۶-۸: روند و نتایج مربوط به ضریب اطمینان فشار سطحی
جدول ۶-۹: ضریب اطمینان در مقابل سرخوردن
جدول ۷-۱: سرعت مرجع باد برای توربینهای با کلاسهای مختلف
جدول ۷-۲: معیار طراحی برای حالتهای بارگذاری مختلف
جدول ۷-۳: ضریب های درگ در حالات مختلف قرارگیری در برابر باد