D725-龙门式潮流能发电支撑平台设计 下载积分：50　资料编号： D725

作品包括:

Word版说明书1份，共64页，约24000字

CAD版本图纸，共19张

摘  要

潮流能是一种绿色可再生能源，越来越多的国家开始研究潮流能发电并已初步取得成效。现阶段，相比于对潮流能发电装置研究较早的英国，国内尚处于起步试验阶段，距离商业化运行还有远的距离，发电支撑平台有助于对发电装置进行检修和维护，对发电中存在的问题及时进行改善。所以不仅要研究发电装置，有关其发电支撑平台的研究也具有同样重要的意义。

以龙门式潮流能发电支撑平台为研究和设计背景，研究其受到的所有环境载荷及计算方法，设计支撑平台的整体结构。主要研究内容包括水平轴水轮机支撑结构及其可靠性分析；水轮机升降方式及相关结构的可靠性分析。首先确定了整体的结构方案。包括维修平台的结构形式、水轮机的升降方式、支撑方式、与立柱相对滑动方式，确定了整体的运动模型，为后续设计分析奠定了模型基础。其次对环境载荷计算方法进行分析。给出该装置工作环境的水文资料，考虑可能的环境载荷因素，提供环境载荷的计算方法，并计算相应环境下水轮机等关键部件所受载荷，为后续设计奠定理论基础。最后按照设计顺序对关键部件依次进行设计及尺寸确定。同时利用CFX对水下支撑结构以及受到多种环境载荷的部件选取最不利情况进行单向流固耦合分析，对主要受稳定载荷的部件进行静载荷下的有限元分析，基于AWE对承受长期载荷的部件进行疲劳特性分析，对特殊结构如肋板进行优化设计，以确保整个支撑机构的稳定性。

研究旨在为龙门式发电支撑平台的设计及其稳定性计算提供参考。

关键词：潮流能；龙门式支撑平台；环境载荷；稳定性

目   录

1 绪论 1

  1.1选题背景与意义 1

 1.1.1潮流能水轮机发展现状 1

 1.1.2潮流能水轮机支撑方式 2

 1.1.3支撑平台研究关键技术 4

 1.1.4本课题意义 4

  1.2论文主要内容与研究方案 5

 1.2.1主要工作内容 5

 1.2.2主要研究方法 5

2 支撑平台总体方案设计 7

    2.1整体结构 7

    2.2升降方式选择 8

    2.3导向方案 10

    2.4水轮机支撑结构 11

    2.5维修平台 12

 2.5.1平台主要功能 12

 2.5.2平台结构方案 12

    2.6本章小结 13

3 环境载荷计算方法及求解 14

    3.1海流载荷 14

    3.2波浪载荷 15

    3.3风载荷 17

    3.4求解环境载荷的步骤 19

    3.5水轮机叶片流体动力载荷 21

    3.6 本章小结 23

4 支撑平台尺寸设计 24

    4.1水轮机支撑横梁 24

 4.1.1支撑横梁所受主要载荷 24

 4.1.2支撑横梁设计 24

    4.2平台设计 27

 4.2.1平台钢结构设计 27

 4.2.2栏杆设计 30

 4.2.3直梯设计 30

    4.3升降杆设计 30

 4.3.1升降杆所受主要载荷 30

 4.3.2升降杆尺寸设计 31

    4.4升降架设计 32

 4.4.1升降架整体结构 32

 4.4.2升降架选材 32

 4.4.3 滚轮参数 32

    4.5液压系统性能参数 33

 4.5.1垂直运动液压缸参数 33

 4.5.2销子尺寸 33

 4.5.3插销和固定销液压缸参数 34

 4.5.4销孔参数 34

    4.6液压缸支撑架设计 34

 4.6.1支撑架结构尺寸设计 34

 4.6.2基于AWE的结构优化设计 36

    4.7本章小结 42

5平台关键部位有限元分析 43

    5.1箱形梁的有限元分析 43

 5.1.1基于CFX的单项流固耦合分析 43

 5.1.2基于 AWE的疲劳特性分析 45

    5.2升降杆的有限元分析 46

 5.2.1基于CFX的受力分析 46

 5.2.2基于AWE的疲劳特性分析 48

    5.3本章小结 51

6支撑平台总体装配方案 52

    6.1整体装配 52

总结 54

参考文献 55

致谢 57

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