بررسی لغزش گرهی نبشی های دوتایی در برج های مشبک توربین بادی با استفاده از روش اجزای محدود

با توجه به افزایش سرعت متوسط باد در جهان و کاهش و آلودگی سوخت های فسیلی، استفاده از توربین های بادی که در سازه های دارای انرژی های نو و تجدید پذیر طبقه بندی می شوند، بسیار مقرون به صرفه خواهد بود. برج های توربین بادی می توانند به صورت بتنی، فولادی و یا چند ماده ای اجرا شوند که در این میان، برج های مشبک فولادی می توانند سبب کاهش ۳۰ درصدی هزینه ی ساخت سازه ی توربین بادی شوند و بنابراین مدلی کامل و درست جهت تحلیل این نوع سازه ها بسیار مهم و ازنظر اقتصادی قابل توجه خواهد بود. برج های مشبک توربین بادی عموما با اتصالات پیچی ساخته و اجرا می شوند و به علل اجرایی، سوراخ پیچ از قطر پیچ بزرگ تر و همین سبب ایجاد لغزش گرهی می شود. لغزش گرهی سبب افزایش تغییر مکان برج های مشبک شده و عدم در نظر گرفتن آن سبب انهدام برج و فرض ضریب اطمینان سبب غیراقتصادی شدن آن خواهد شد. در این نوع سازه ها، غالبا سازه از نبشی ساخته شده و نبشی های تک در اعضای ضربدری و مهاربندی و نبشی های دوتایی بیشتر در پایه های برج های مشبک به کاربرده می شوند. با این توضیح، در این مطالعه ۳ نمونه با مقطع نبشی تک برای صحت سنجی و ۴ نمونه با مقطع نبشی دوتایی در نرم افزار Abaqus مدل و منحنی نیرو-تغییرمکان این نمونه ها تحت بارهای رفت و برگشتی به دست آورده شد. در این پژوهش داده های موجود در لغزش گرهی اتصالات پیچی را که شامل نبشی هایی با بال های برابر است، توسعه بخشیده و نمودار نیرو-تغییرمکان اتصالات مختلف را ارائه و بر اساس آن، نسبت میرایی (ζ) آن ها را محاسبه و اثربخشی هر متغیر بر لغزش گرهی در نبشی های دوتایی بیان می شود. این پژوهش، برای طراحی سازه های مشبک توربین بادی مفید و در آن، رفتار سازه را به صورت دقیق تر در اختیار طراح قرار می دهد.

کلیدواژه ها:

Wind Turbine Lattice Tower ، Joint Slippage ، cyclic loading ، Abaqus ، Damping Ration (ζ). ، برج مشبک توربین بادی ، لغزش گرهی ، بارهای رفت و برگشتی ، Abaqus ، نسبت میرایی(ζ).