Design of Nacelle Structure of Horizontal Axis Tidal Turbine against Different Failure Modes

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海洋能发电是近年来可再生能源领域中发展迅速的技术,潮汐发电是海洋能发电的重要形式之一,而在潮汐发电中,水平轴潮汐透平机具有很多优点和优势,因此,在实际中具有广泛的应用。   位于水下的水平轴潮汐透平机壳体包含有传动系统和叶片底座,由于它同时承受静态和动态载荷,其强度对于水平轴潮汐透平机是至关重要的。通过分析该圆柱形壳体结构,本研究完成了基于失效模式的水平轴潮汐透平机壳体设计。   使用APDL编程语言,在ANSYS平台上建立了有限元分析模型;基于VonMises屈服准则,对壳体厚度进行了优化;通过应力释放和预应力模态分析方法,对水平轴潮汐透平机壳体进行了动态分析,结果表明,预先加载可以减低频率,且振型对预先加载不敏感;同时使用DNV准则,对壳体的危险点进行了疲劳分析,壳体的疲劳积累损伤率满足安全要求。   弯曲变形和稳定性进行了分析,圆柱形壳体和圆锥端也进行了非线性弯曲分析,结果表明,弯曲载荷的增加会使壳体厚度大幅增加。
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