پديد آورنده :
حاجي مرادي، افروز
عنوان :
تعيين عمر پره توربين كامپوزيتي شيشه-اپوكسي به روش مندل
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
سيزده، 92ص: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
محمدرضا فروزان
استاد مشاور :
رضا جعفري ندوشن، نيما نوري
توصيفگر ها :
پره توربين , انرژي باد , كامپوزيت شيشه-اپوكسي , عمر خستگي , كوپن تست , خمش آنتي كلاستيك
استاد داور :
محمد مشايخي، محمد سيلاني
تاريخ ورود اطلاعات :
1399/07/29
رشته تحصيلي :
مهندسي مكانيك
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1399/08/03
چكيده فارسي :
چكيده امروزه نگراني در مورد بحران انرژي و مسائل زيستمحيطي به دليل مصرف بيشازحد سوختهاي فسيلي افزايش يافته است به همين دليل انرژي باد بهعنوان يك منبع تجديدپذير مهم شناخته شده است كه توسط توربين باد عمدتا به انرژي الكتريكي تبديل ميشود در بين اجزاي توربين بادي پره توربين معموال بهعنوان بحرانيترين جز شناخته ميشود بنابراين طول عمر خستگي پره بايد در طراحي آن در نظر گرفته شود در اين تحقيق ابتدا يك پره توربين باد كامپوزيتي شيشه اپوكسي با هندسه و جنس مشخص تحت بارگذاري معلوم در نرمافزار كتيا ترسيم و در نرمافزار آباكوس تحليل تنش شد در شبيهسازي پره بهصورت پوسته1 با المان S4R مدل شد و براي اعمال بارهاي آئروديناميكي نتايج حاصل از تحليل آئروديناميكي پره در راستاي وتر و عمود بر آن به مركز آئروديناميكي ايستگاههاي مختلف طولي وارد گرديد و بدين منظور هر مقطع به مركز آئروديناميكي كوپل شد همچنين در تحليل پره نيروي گريز از مركز نيز در نظر گرفته شد در نظر گرفتن نيروي نيروي گريز از مركز باعث كاهش تنشها و افزايش ضريب ايمني نسبت به نتايج روش اسپرا شد سپس عمر خستگي با استفاده از فرمول تجربي اسپرا و روش مندل تخمين زده شد هدف اين تحقيق دستيابي به برآوردي از بزرگترين سايز پره ممكن از ديدگاه طراحي و استحكام بود به اين منظور طرح جديد پره با 02 درصد افزايش ابعاد با فرض بارگذاري بر واحد سطح مشابه ايجاد شد و براي اليهچيني و استحكامات داخل پره براي عمر 02 سال دو طرح پيشنهاد شد نتايج طراحي به ترتيب منجر به افزايش ضريب ايمني خستگي گرديد در مرحله بعدي تحقيق به جهت انجام بررسيهاي الزم براي حصول اطمينان از صحتسنجي اليهچيني استفادهشده در پره توربين شبيهسازيشده چند كوپن از ماده تشكيلدهنده پره توربين با توجه به امكانات موجود ساخته شد خواص االستيك كوپنها با آزمونهاي استاندارد ازجمله آزمون كشش استخراج شده و اين خواص با آزمونهايي نظير آزمون خمش پيچش و خمش آنتيكالستيك همچنين شبيهسازي اين آزمونها صحتسنجي شد كلمات كليدي پره توربين انرژي باد كامپوزيت شيشه اپوكسي عمر خستگي كوپن تست خمش آنتيكالستيك 1 shell
چكيده انگليسي :
93 Determination of the lifetime of an E glass epoxy composite turbine blade by Mandel method Afrouz Hajimoradi a hajimoradi@me iut ac ir Date of Submission 2020 09 21 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Mohammad Reza Forouzan Forouzan@cc iut ac irAbstractThe extreme consumption of Fossil fuels has caused concerns about energy crisis and environmental issues Meanwhile wind is known as an important renewable energy source converted mostly to the electricity A windturbine blade is considered the most critical part of the system and its fatigue life is of great significance indesigning procedures In this research a glass epoxy composite wind turbine of defined geometry and material isdesigned in Catia and simulated in ABAQUS under known loading Blades were simulated with shell elements S4R Different parallel and perpendicular aerodynamic loads along the blade s chord were analyzed and movedto the aerodynamic center calculated over different longitudinal stations and then every section was coupled tothe aerodynamic center Moreover centrifugal load was taken into account in this analysis centrifugal load caused10 increase in tension and 10 decrease in compression in comparison with the results obtaioned by Speramethod Then fatigue life was estimated by Spera empirical formula and Mandell method This study aims atfinding the biggest possible dimensions for the blade taking design and strength considerations into account Inthis regard the blade was redesigned with 20 increase in dimensions keeping the load per area constant and twodesigns were presented for composite lay up and strengthening elements spar and web assuming a lifetime of20 years The results showed improvement in fatigue safety factor under tension and compression To verify theaccuracy of implemented lay up in simulation several Coupon of turbine material were fabricated Elasticproperties of coupons were measured using standard tests such as tension Torsion pure and anticlastic bendingtests were also carried out to verify the corresponding simulations Keywords Turbine Blade Wind Energy Glass Epoxy Composite Fatigue Life Coupon Test AnticlasticBending
استاد راهنما :
محمدرضا فروزان
استاد مشاور :
رضا جعفري ندوشن، نيما نوري
استاد داور :
محمد مشايخي، محمد سيلاني
