عنوان

بهبود رفتار دینامیکی توربین‌های بادی فراساحلی با استفاده از مهاربند کمانش تاب لوله در لوله

۵۱۱۱پ

فارسی

بهبود رفتار دینامیکی توربین‌های بادی فراساحلی با استفاده از مهاربند کمانش تاب لوله در لوله

[پایان نامه]

مهدیه اکبری اصل

صنعتی سهند

۱۴۰۲

۱۷۵ص.

مصور، جدول، نمودار

CD

کارشناسی ارشد

مهندسی عمران- سواحل، بنادر و سازه‌های دریایی

هدف از ساخت توربین‌های بادی استفاده از نیروی طبیعی باد برای به حرکت درآوردن ژنراتور الکتریکی است. توربین‌های بادی در خشکی و در دریا قابل احداث هستند. از جمله مزایای نیروگاه بادی دریایی دوری از ساحل و عدم ایجاد مشکل در خشکی است. مزیت دیگر آن که بسیار اهمیت دارد سرعت باد بیشتر در مناطق دریایی و امکان تولید برق بیشتر است. توربین‌های بادی فراساحلی سازه‌های بلند محسوب می‌شوند لذا حفظ ایمنی دربرابر بارهای باد و زلزله اهمیت پیدا می‌کند. از طرفی محیط دریا محیطی دینامیک است و بارهای موج و جریان و گاهی یخ به سازه وارد می‌شود و سازه بیشتر در معرض بادها و زلزله‌های شدید قرارمی‌گیرد. بنابراین بهبود رفتاری دینامیکی و کنترل ارتعاش و بهسازی لرزه‌ای در آن‌ها اهمیت می‌یابد. تاکنون مطالعات گسترده‌ای برروی انواع روش‌های کنترل ارتعاش سازه‌های دریایی و سیستم‌های میراگر موثر انجام شده‌است. سيستم پيشنهادی شامل دو عضو لوله‌ای بهصورت تودرتو است كه در آن لوله داخلی به‌عنوان عضو تسليم شونده تحت بار محوری و لوله‌ی خارجی، با جزئيات و ملحقات لازم، به‌عنوان مکانيسم مقيدكننده در برابر كمانش عمل میكند. این نوع عضو مهاری با توربین‌های دریای متشکل از اعضای لوله‌ای سازگار بوده و میتواند به راحتی و با حداقل هزینه، ضمن عملکرد به‌عنوان اعضای قطری توربین‌های فراساحلی، رفتار مجموعه را به سيستم "عضو مهاریشده كمانشتاب" ارتقا دهد. همچنين این روش را میتوان در مقاوم‌سازی سکوهای موجود نيز با صرف هزینه نسبتاً اندك به كار گرفت.موضوع مطالعه‌ی حاضر به توسط استاد راهنمای پایان نامه جناب آقای دکتر حیدری، معرفی و تدقیق شده‌است. بررسی کاربرد مهاربندهای کمانش‌تاب در توربین‌های دریایی برای نخستین بار در این پژوهیش انجام گرفته‌است. مطالعات انجام شده در این تحقیق مشتمل بر مطالعات عددی در طراحی مهاربند کمانش‌تاب لوله در لوله و مطالعات تفصیلی عددی در کاربرد این سیستم مهاری در توربین‌های بادی به منظور قابلیت بهبود عملکرد این سازه‌ها و استهلاک بیشتر انرژی تحت بار می‌باشد. نتایج حاصل از مطالعات عددی نشان از عملکرد مناسب عضو پيشنهادی به‌عنوان عضو مهاری كمانش‌تاب با رفتار متقارن و پایدار تحت بارگذاری چرخه‌ای دارد. با انجام تحلیل استاتیکی و دینامیکی غیرخطی بر روی توربین با وبدون مهاربند کمانش‌تاب با سیستم مهاری، نتایج نشان داده‌است که عضو مهاری پیشنهادی با وجود حذف اتصال میانی و قرارگیری یک مهاربند در یک قاب موجب حذف کمانش اعضای مهاری‌، حصول مقاومت نهایی مشابه با سازه دارای مهاربند ضربدری و استهلاک بیشتر انرژی شده‌است. ضمن اینکه افزودن مهاربندهای کمانش‌تاب موجب تعادل بهتر میان کار داخلی و خارجی شده و تعادل انرژی به حال ایده‌ال نزدیک‌تر است. انواع آرایش و نحوه قرارگیری مهاربندهای کمانش‌تاب در درون قاب جکت بررسی شده و نوع مناسب آن پیشنهاد شده‌است

In this paper, previous studies have been developed in the field of all-steel rigid bracing system for use in offshore structures. The proposed member consists of two tubular members in which the inner tube acts as a yielding member under axial load and the outer tube with the necessary details and attachments acts as a binding mechanism against buckling. This type of bracing is compatible with piping members and tube in tube fittings common in offshore structures and can easily and with minimal cost while acting as diagonal members of offshore platforms, improve the behavior of the structure set to an unobtrusively braced system. While introducing the details of the proposed restraint system, its application in a marine wind turbine infrastructure at the member level and at the frame level under unilateral load has been studied in detail. The results of the present studies show the proper performance of the proposed member as an unbreakable brace with symmetrical and stable behavior under compressive and tensile loading. Among the advantages of the proposed system, we can mention the ease of construction and installation, reduction of weight and amount of consumable materials, acceleration of executive operations and favorable environmental effects. This method can also be used in the reinforcement of existing offshore structures, whether offshore platforms or wind turbine bases at a low cost.

Improving the dynamic behavior of offshore wind turbines using tube in tube buckling restrained braces

مهاربند کمانش‌تاب لوله در لوله

توربین بادی فراساحلی

بارگذاری رفت و برگشتی

مهاربند کمانش‌تاب لوله در لوله، توربین بادی فراساحلی, رفتار دینامیکی, بارگذاری رفت و برگشتی، کمانش

اکبری اصل، مهدیه

حیدری ترکمانی

چناقلو

، حمید

، محمدرضا

استاد راهنما

استاد راهنما

صنعتی سهند

ایران

دانشگاه صنعتی سهند

عمران، ۳۰۳۴۴، ۱۴۰۲

p

TF

92029

a

Y