《《基于ANSYS对三肢式塔架结构进行力学分析》》-毕业论文（设计）.doc

****大学 本科生毕业论文 题 目：基于ANSYS对三肢式塔架结构进行 力学分析 学生姓名： 学 号： 专 业： 班 级： 指导教师： PAGE PAGE III 基于ANSYS对三肢式塔架结构进行力学分析摘要 随着世界能源的日趋匮乏和科学技术的飞速发展，加之人们对环境保护的要求，人们在努力寻找一种能替代石油、天然气等能源的可再生、环保、洁净的绿色能源。风能是当前最有发展前景的一种新型能源，它是取之不尽用之不竭的能源，还是一种洁净、无污染、可再生的绿色能源。 风能的利用，从风车到风力发电，证明了文明和科学进步。塔架是风力发电机主要的承重部件，直接影响机组的稳定性和整体性能。本文利用ANSYS对大型风力发电机的塔架进行了数值仿真研究，为塔架的动态设计提供了理论依据。 在风压的作用下，进行了塔架的静强度分析，得出了塔架在各种载荷情况下的最大应力及最大位移,并验证了满足静强度要求。 根据多自由度模态分析理论，对水平轴风力发电机塔架的振动模态进行了模拟，提取了塔架的前五阶的固有频率和振型。依据振动理论，塔架振动过程的能量主要集中于一、二阶频率处，而一、二阶振型均为摆振，因此摆振是塔架的主要振动方式。 利用ANSYS软件中的优化设计模块，以塔架的梁截面的长宽为设计变量，以材料的许用应力以及许用位移为约束，以塔架的体积为目标函数进行了优化设计，最终得到塔架梁截面长宽的最优值,并验证了优化后的塔架满足静强度。 关键词：强度 ；位移； 变形； 有限元分析 ；优化设计 。 目 录 TOC \o 1-3 \h \u HYPERLINK \l _Toc2915 摘要 - PAGEREF _Toc2915 I - HYPERLINK \l _Toc2915 Abstract - = 2 \* ROMAN \* MERGEFORMAT II - HYPERLINK \l _Toc30524 第一章 绪 论 PAGEREF _Toc30524 - 1 - HYPERLINK \l _Toc7877 1.1 ANSYS软件简介与使用 PAGEREF _Toc7877 - 1 - HYPERLINK \l _Toc2716 1.2我国风能发电的现状与展望 PAGEREF _Toc2716 - 3 - HYPERLINK \l _Toc29878 1.3 设计课题 PAGEREF _Toc29878 - 6 - HYPERLINK \l _Toc28348 1.3.1 概 述 PAGEREF _Toc28348 - 6 - HYPERLINK \l _Toc21532 1.3.2 结构参数 PAGEREF _Toc21532 - 6 - HYPERLINK \l _Toc29781 第二章 理论知识 PAGEREF _Toc29781 - 8 - HYPERLINK \l _Toc659 2.1振动力学相关知识 PAGEREF _Toc659 - 8 - HYPERLINK \l _Toc11081 2.2模态分析理论 PAGEREF _Toc11081 - 8 - HYPERLINK \l _Toc5701 2.2.1模态基础知识 PAGEREF _Toc5701 - 8 - HYPERLINK \l _Toc18346 2.2.2多自由度模态分析理论 PAGEREF _Toc18346 - 10 - HYPERLINK \l _Toc14174 2.2.3塔架振动方程的建立 PAGEREF _Toc14174 - 11 - HYPERLINK \l _Toc3019 2.2.4模态分析的意义 PAGEREF _Toc3019 - 13 - HYPERLINK \l _Toc22102 第三章 利用ANSYS软件进行对塔架结构的建模与求解 PAGEREF _Toc22102 - 15 - HYPERLINK \l _Toc18414 3.1 有限元模型的建立 PAGEREF _Toc18414 - 15 - HYPERLINK \l _Toc17773 3.2 施加约束、受力与求解 PAGEREF _Toc17773 - 17 - HYPERLINK \l _Toc17485 3.2.1 塔架所受的主要约束和荷载 PAGEREF _Toc17485 - 17 - HYPERLINK \l _Toc22274 3.2.2 ANSYS软件对塔架结构的求解结果分析 PAGEREF _Toc22274 - 18 - HYPERLINK \l _Toc20629 3.2.3应用ANSYS软件对塔架进行模态分析 PAG