드럼형 풍력 발전기의 안전성 검토

NFX STR 건설플랜트 선형정적해석

해석목적

 

•  자중 및 풍하중에 대한 변위, 강도 검토
•  해석을 통하여 자중 및 풍력에 견딜 수 있는 최적의 구조물 재질 및 치수 도출

해석모델 및 조건

 

해석모델

 

•  요소 수 : 4,960 개
•  노드 수 : 4,575 개
• 해석에서 중요하지 않은 부품은 생략하고 모터와 드럼은 질량으로 치환 ( 주 관심대상은 프레임부)
•  재료는 ‘SUS304’를 사용했으며 NFX Structure에서 제공하는 표준 데이터를 사용
•  자동 요소망(엣지)을 생성하고 질량요소를 사용함

 

해석 모델 (보, 질량요소) 해석 모델 (보, 질량요소)

해석 모델 (보, 질량요소)

Wind Turbine의 3D모델(Part)과 FEM 모델(part)  Wind Turbine의 3D모델(Part)과 FEM 모델(part)

Wind Turbine의 3D모델(Part)과 FEM 모델(part)

 

모터/드럼을 질량으로 치환 모터/드럼을 질량으로 치환

모터/드럼을 질량으로 치환

 

하중조건

 

•  풍하중을 X 방향으로 가정하고 풍력계수는 최대1로 가정하여 계산
•  드럼에 가해지는 풍하중을 프레임에 보요소하중으로 재하

 

하중조건

하중조건

 

보하중으로 표현한 풍하중

보하중으로 표현한 풍하중

 2T 프레임

2T 프레임

 

해석결과

 

풍속 8m/s 해석 결과

 

•  최대 변위 : 40.4901mm / 최대 응력 : 70.251 N/㎟

 

풍속 15m/s 해석 결과

 

•  최대 변위 : 42.6628mm / 최대 응력 : 226.538 N/㎟ à 인장강도 (215) 도달

 

풍속 30m/s 해석 결과

 

•  최대 변위 : 83.1199 mm / 최대 응력 : 881.777 N/㎟ à 인장강도(215) 초과

 

구조물의 변형형상1 구조물의 변형형상2

구조물의 변형형상

 

변형 형상

변형 형상

 응력 분포

응력 분포

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