diplom.atroshenko-2011

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫНАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«ХАРЬКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ»

Факультет «Транспортное машиностроение»

Кафедра «ТММиСАПР»

«ИССЛЕДОВАНИЕ СОБСТВЕННЫХ ЧАСТОТ И ФОРМ КОЛЕБАНИЙ КОРПУСА

ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ»

«ИССЛЕДОВАНИЕ СОБСТВЕННЫХ ЧАСТОТ И ФОРМ КОЛЕБАНИЙ КОРПУСА

ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ»

Выполнил: ст. гр. ТМ-85Б Атрошенко А.А.Руководитель ДР: Васильев А.Ю.

Харьков 2011

СОДЕРЖАНИЕ

1 Разновидность конструкций внедренных в действие.2 Постановка задачи.3 Метод конечных элементов относительно задач динамики.4 Построение геометрической модели.5 Построение конечно-элементной сетки методом Sweep.6 Проблемы при построении конечно- элементной сетки и методы их решения.7 Полученная конечно-элементная сетка.8 Сравнение конечно-элементных сеток.9 Полученные результаты.10 Сравнение численных результатов корпуса и макета ВЭУ.11 Экономическое обоснование.12 Охрана труда и окружающей среды.13 Гражданская оборона.14 Выводы.

2

РАЗНОВИДНОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ ВНЕДРЕННЫХ В ДЕЙСТВИЕ

3

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

Начальные данныеНачальные данныеНа базе разработанной модели построить

конечно-элементную модель ВЭУ в программном комплексе ANSYS Workbench

На базе разработанной модели построить конечно-элементную модель ВЭУ в

программном комплексе ANSYS Workbench

Исследовать собственные частоты и формы ветроэнергетической установки

Исследовать собственные частоты и формы ветроэнергетической установки

Сравнить численные результаты корпуса имакета ветроэнергетической установки

Сравнить численные результаты корпуса имакета ветроэнергетической установки

Проанализировать полученные результатыПроанализировать полученные результаты

4

МЕТОД КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ОТНОСИТЕЛЬНО ЗАДАЧ ДИНАМИКИ

Уравнение для нахождения собственных частот и формУравнение для нахождения собственных частот и форм

где [K] – матрица жесткости [М] – матрица масс {δ} – перемещение ω – собственная частота {δ0} – собственная форма

где [K] – матрица жесткости [М] – матрица масс {δ} – перемещение ω – собственная частота {δ0} – собственная форма

5

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ

6

ПОСТРОЕНИЕ КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОЙ СЕТКИ МЕТОДОМ SWEEP

Обработанные части конструкции ВЭУОбработанные части конструкции ВЭУ

7

ПРОБЛЕМЫ ПРИ ПОСТРОЕНИИ КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОЙ СЕТКИ И МЕДОЫ ИХ РЕШЕНИЯ

8

ПОЛУЧЕННАЯ КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНАЯ СЕТКА

Конечно-элементная модель конструкцииТип элемента Soid186. Кол-во элементов 20 тыс.

Кол-во узлов 120 тыс. Кол-во уравнений 360 тыс.

Конечно-элементная модель конструкцииТип элемента Soid186. Кол-во элементов 20 тыс.

Кол-во узлов 120 тыс. Кол-во уравнений 360 тыс.

Модель конструкции с местом закрепления Модель конструкции с местом закрепления

9

СРАВНЕНИЕ КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНЫХ СЕТОК

Метод разбиения Sweep. Кол-во элементов 20 тыс.Кол-во узлов 120 тыс. Кол-во уравнений 360 тыс.

Метод разбиения Sweep. Кол-во элементов 20 тыс.Кол-во узлов 120 тыс. Кол-во уравнений 360 тыс.

Метод разбиения Tetrahedrons. Кол-во элементов 95 тыс.Кол-во узлов 190 тыс. Кол-во уравнений 570 тыс.

Метод разбиения Tetrahedrons. Кол-во элементов 95 тыс.Кол-во узлов 190 тыс. Кол-во уравнений 570 тыс.

Метод разбиения Hex Dominant. Кол-во элементов 42 тыс.Кол-во узлов 160 тыс. Кол-во уравнений 480 тыс.

Метод разбиения Hex Dominant. Кол-во элементов 42 тыс.Кол-во узлов 160 тыс. Кол-во уравнений 480 тыс.

Гистограмма качества конечных элементов метода Sweep Гистограмма качества конечных элементов метода Sweep

Гистограмма качества конечных элементов метода Tetrahedrons Гистограмма качества конечных элементов метода Tetrahedrons

Гистограмма качества конечных элементов метода Hex Dominant

Гистограмма качества конечных элементов метода Hex Dominant

10

ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

№ Собственные частоты, Гц

№ Собственные формы, Гц

1 19,93 16 115,542 39,04 17 119,733 50,08 18 121,484 52,51 19 127,915 63,13 20 134,626 67,36 21 136,227 73,72 22 140,498 79,99 23 142,949 87,21 24 145,57

10 88,23 25 146,4211 88,39 26 149,812 97,33 27 151,1513 100,19 28 153,8114 102,15 29 156,1815 106,76 30 157,8

1 2 3

4 5 6

11

СРАВНЕНИЕ ЧИСЛЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ КОРПУСА И МАКЕТА ВЭУ

12

СРАВНЕНИЕ ЧИСЛЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ КОРПУСА И МАКЕТА ВЭУ

12

ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

Расчет затрат на НДРРасчет затрат на НДР

13

ОХРАНА ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

В разделе были рассмотрены следующие вопросы:В разделе были рассмотрены следующие вопросы:

1 Общие вопросы охраны труда.2 Промышленная санитария.3 Техника безопасности.4 Пожарная безопасность.5 Охрана окружающей среды.6 Расчет освещенности.

1 Общие вопросы охраны труда.2 Промышленная санитария.3 Техника безопасности.4 Пожарная безопасность.5 Охрана окружающей среды.6 Расчет освещенности.

14

ГРАЖДАНСКАЯ ОБОРОНА

В разделе были рассмотрены следующие вопросы:В разделе были рассмотрены следующие вопросы:

1 Общие вопросы Гражданской обороны.2 Задачи Гражданской обороны Украины.3 Объект народного хозяйства.4 Выполнено индивидуальное задание.

1 Общие вопросы Гражданской обороны.2 Задачи Гражданской обороны Украины.3 Объект народного хозяйства.4 Выполнено индивидуальное задание.

15

ВЫВОДЫ

1 Получены подтверждения эффективности расчетов в программном комплексе ANSYS относительно нахождения собственных частот и форм.2 Численные расчеты в среде ANSYS могут заменить в некоторой степени экспериментальные исследования данного типа задач. 3 Используемый подход может быть применен к широкому классу машиностроительных конструкций.4 Между макетом и реальной конструкцией наблюдается удовлетворительное соответствие качественного совпадения собственных форм и тенденции распределения спектра собственных частот. В связи с верификацией в процессе исследования макета ВЭУ, конечно-элементная модель может быть использована для исследования динамических характеристик реальной конструкции с использованием аналогичной конечно-элементной модели.5 Работа имеет кроме исследовательской компоненты, еще и экономическую эффективность при внедрении в практику проектирования и исследование в условиях реального производства.6 При выполнении работы соблюденные все требования охраны труда и окружающей среды.7 При выполнении работы были выполнены все требования Гражданской обороны.

16

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕДОКЛАД ОКОНЧЕН

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕДОКЛАД ОКОНЧЕН

17