塔架的案例
基于SimSolid跌落試驗塔架設計的結構分析
1 背景
設計塔架時，除了必須滿足工藝要求，保證結構強度、穩定以及考慮制作、運輸、安裝、維護、檢修等要求之外，還應考慮塔架具有良好的剛度以及既經濟又美觀的塔體造型。塔架的平截面形式，通常采用的有三角形、四邊形、六邊形，甚至網狀結構等，塔架的平面形式和底盤寬度，應根據使用要求、建筑要求及地形地質條件來選擇。塔架立面形式應根據工藝要求、塔架高度及桿件受力科學等方面進行合理設計，一般按照塔架在外力作用下的彎矩圖形確定。該跌落試驗所用塔架結構采用四邊形截面鋼管。
在建立塔架模型時，整個塔架以桁架結構分段焊接，如果采用傳統有限元軟件，必須進行幾何清理，不然在劃分網格時容易出現錯誤提示。Altair全新推出的商用SimSolid軟件，對于這類計算桁架就簡單多了，用戶可以直接將帶分段連接組件的實體桁架模型導入到SimSolid進行強度計算，分析流程極為高效。以下就采用SimSolid對9m跌落試驗所用的桁架結構進行強度計算。
2 主要技術參數及載荷
2.1 計算依據
SHT 3029-2014《石油化工企業排氣筒和火炬塔架設計規范》
2.2 三維模型
圖1 塔架模型
2.3 載荷
該產品應用于9組AFA2G/3G型乏燃料組件跌落試驗，組件的總重<40t，在該計算中，載荷施加40t。
3 模型前處理
3.1 跌落試驗塔架材料為steel，選擇軟件默認材料。
展開 塔架環境下運載火箭天線耦合輻射仿真研究
摘 要：運載火箭無線系統在發射場塔架內測試時的信號輻射十分復雜，為進一步研究整箭狀態下的天線輻射特性特別是多天線的耦合輻射，借助UG建模技術和Altair Hyper Works 2017電磁兼容仿真平臺，構建塔架-箭體復雜環境下的多天線模型，基于MOM-PO（method of moments-physical optics）混合算法，劃定不同計算區域進行不同尺度剖分，實現快速精確求解多個天線耦合輻射電磁參數，并通過試驗驗證了仿真模型的有效性，拓展研究了單路和多路天線饋電下的近場和遠場分布規律。仿真結果分析表明：地面接收天線適合布置在正對活動平臺透波口位置；可將其他頻段接收天線布置在靠近平臺兩側位置；考慮復雜環境繪制的箭上耦合天線方向圖可提升地面仿真的覆蓋性。
關鍵詞： 矩量法 ; 物理光學法 ; 天線輻射 ; 電磁仿真 ; 運載火箭 ; 塔架
0 引言
隨著新一代運載火箭測量系統無線信號源增多，發射場塔架封閉狀態下測試環境變得復雜，且存在外系統無線測試設備等干擾因素，電磁環境愈加復雜[1-2]。無線信號接收的穩定性及抗干擾能力直接影響試驗任務的測試進度，對塔架內電磁環境進行分析研究，尤其是箭上天線在火箭塔架封閉平臺內的電磁輻射規律顯得尤為必要。
針對封閉塔架內和(星)箭體對天線輻射特性影響的研究相對較少。文獻[2]提出一種針對塔架結構的三維多徑簇信道模型，可用于模擬塔架場景中的通信狀況。考慮到塔架結構本質上是一類特殊的封閉場景，因此室內的信號輻射表現可供參考。文獻[3]關注了復雜結構星體天線測試時的多徑影響，對比分析了天線整星測試和仿真增益方向圖。
展開 【iSolver案例分享42】塔架強度剛度建模分析
【iSolver案例分享42】塔架強度剛度建模分析
1. 引言：
制約我國風力發電發展的一個重要因素是風電設備。現在我國的大型風力機仍然處在研發階段，很多技術需要從國外引進，提高大型風機的研制與生產技術刻不容緩。
風力機塔架是風力機的重要受力部件，等厚度塔架存在很大的應力分布不均勻性，優化后可減小不均勻性、提高穩定性并降低成本。近年來，風力發電機組朝著更大、更柔的方向發展，這對塔架設計提出了更高要求，即一方面要求塔架安全可靠，另一方面要求塔架減輕重量、降低成本，因此對塔架進行科學、合理的設計尤為重要。
2. 模型背景
現在，基于有限元分析的優化設計技術已經被應用于風力機塔架的設計與優化。本文利用abaqus軟件建立了以梁單元為基礎的塔架分析模型，通過施加典型集中載荷工況校核塔架的強度和剛度，并通過iSolver軟件進行結果合理性驗證。
3. 建模
考慮到塔架結構特點，本文選用梁單元進行結構建模通過在abaqus根據節點坐標建立線框模型，通過材料屬性定義梁截面及材料方向模型具體形式如下：
為保證模型的求解精度和求解效率，單元類型選用梁單元B31，模型共劃分為268個節點和354個單元。
模型采用mm-MPa-N單位制，根據實際受載情況在塔架兩個加載點施加大小為1000N的集中力載荷，在塔架底端4個支點施加固定約束載荷，以此保證模型受載的平衡，具體形式如下圖所示。
4.
展開 基于ANSYS APDL的某輸電塔塔架 結構尺寸優化設計
另外，需要本案例命令流的童鞋可關注公眾號后回復 塔架優化+個人郵箱，本人會在當天晚上24點前將命令流發至指定郵箱。
ANSYS workbench 塔架模態分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習塔架三維模型的處理
2、學習模態分析步的建立
3、學習模態分析的邊界條件的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 塔架模態分析。
本案例完整得提供了分析相關所有的分析文件。
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ANSYS workbench 塔架靜力學分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習塔架三維模型的處理
2、學習靜力學分析步的建立
3、學習靜力學分析的邊界條件的施加
4、學習靜力學分析的載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 塔架靜力學分析。
本案例完整得提供了分析相關所有的分析文件。
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ANSYS workbench 塔架隨機振動分析 ￥10
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2、理工科院校學生
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1、學習塔架三維模型的處理
2、學習隨機振動分析步的建立
3、學習隨機振動分析的邊界條件的施加
4、學習隨機振動分析的隨機振動載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
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ANSYS workbench 塔架瞬態動力學分析案例 ￥10
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2、理工科院校學生
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2、學習瞬態動力學分析步的建立
3、學習瞬態動力學分析的邊界條件的施加
4、學習瞬態動力學分析的載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 塔架瞬態動力學分析。
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建筑工程多媒體仿真系統的研制與應用
塔架為四邊形桁架結構,腹桿為柔性交叉斜桿體系。塔架標高84. 5 m處有一面積為56 m2 的微波機房,在標高106. 5 m處有一面積為9 m2 的工作平臺。塔架采用基本風壓0. 4kN /m2計算。
4. 1 高聳塔架的整體建模
進入SIMUW HIS系統后, 首先進行塔架的三維實體建模。SIMUW HIS系統同時提供了建筑場景的真實感繪制工具,其中包括場景光照效果設計以及建筑實體的材質選擇和紋理映射。
4. 2 脈動風荷載的建模與設計
為建立風荷載的等效靜力模型和隨機脈動模型,需要輸入一些基本信息,其中包括本地區的基本風速、風向角、建筑所在地面粗糙度等級等。對于脈動風的建模,采用ARMA模型設計及參數估計的方法來擬合給定功率譜密度的脈動風記錄。用戶可以自行選擇脈動風的功率譜密度,從而確定仿真風荷載的隨機特性。圖2顯示了ARM A模型生成的脈動風記錄擬合Davenpo rt譜的功率譜密度。
4. 3 塔架的靜力響應分析與計算
SIMUW HIS靜力響應解析器用于計算塔架承受的等效靜風荷載、塔架各桿件的內力/應力,并為塔架的動力分析提供必要的數據。用戶可以采用察看結構列表數據的形式觀察結構的分析結果。此外,系統還提供了四維空間應力場的表現工具供用戶觀看塔架體系的應力分布情況,采用彩色灰度分布圖的表現方法將色度值與應力值相對應,十分直觀清晰(由于印刷限制未列彩圖) ,用戶可以很容易的獲取塔架應力分布的規律,由此找出當前截面設計下的最不利桿件或不合格桿件。
4. 4 系統動態響應分析與表現
SIMUW HIS系統的結構動態響應分析主要包括脈動風荷載的時程曲線生成,塔架結構的動態響應計算(包括位移、速度和加速度)、塔體頂端最大位移時程曲線的生成以及塔架三維空間實體變形的實時動畫生成與演示。
展開 擁抱綠色革命！揭秘CAE仿真技術在風電能源領域的應用
02 塔架和基礎設計
風電機組的塔架和基礎需要承受復雜的載荷，包括風載、重力載和動態響應等。CAE技術可以對塔架和基礎進行靜力學和動力學分析，評估其在各種工況下的穩定性和安全性。此外，通過優化設計，可以減輕塔架重量，降低材料成本，提高經濟性。
圖片來源：網絡
除此以外，CAE技術在整機部件設計中的應用還包括以下幾部分：
（1）疲勞強度分析。疲勞失效是風電機組最主要的失效形式，在設計階段可根據仿真計算得到的模擬載荷譜，或現場測試得到的實際載荷譜，使用專用的多軸疲勞分析軟件，對各主要部件進行疲勞強度分析，保證設計的可靠性。
（2）螺栓連接分析。螺栓連接是風電機組最主要的連接形式，如葉片與輪轂、主軸與輪轂、軸承座與主機架、各節塔架之間都是通過高強螺栓進行連接。必須對各螺栓連接的極限強度和疲勞強度進行校核，保證各連接的可靠性。
（3）振動模態分析。由于葉片、塔架、主傳動鏈之間的相互耦合，機組極易在運行過程中發生共振，造成振動過大停機故障甚至發生損壞。因此必須在設計過程中對各部件及整機進行模態分析，使各部件具有合理的模態頻率，保證機組的平穩運行。[2]
神工坊在風電行業的應用案例
為滿足風電機組大規模并行的仿真需求，神工坊推出仿真軟件并行架構升級服務。 通過高性能改造，能夠讓軟件適配國產超級計算機發揮出極限性能，基于高性能數值模擬框架，可以低代碼開發的同時高效實現物理模型和求解器，從而快速轉化為軟件工具。
01基于swOpenFOAM的某智慧風場平臺
某風電整機領域的頭部企業，為實現對風場風機發電量的實時精準評估，對風資源分析的分辨率提出了極高的要求，并需要開展大規模的仿真分析。然而，現有的硬件和軟件資源無法滿足現場高效運作的需求。
展開 風力發電原理介紹
風力機的風輪在塔架前面的稱為上風向風力機，風輪在塔架后面的則成為下風向風機。水平軸風力發電機的式樣很多，有的具有反轉葉片的風輪，有的再一個塔架上安裝多個風輪，以便在輸出功率一定的條件下減少塔架的成本，還有的水平軸風力發電機在風輪周圍產生漩渦，集中氣流，增加氣流速度。
垂直軸風力發電機
垂直軸風力發電機在風向改變的時候無需對風，在這點上相對于水平軸風力發電機是一大優勢，它不僅使結構設計簡化，而且也減少了風輪對風時的陀螺力。
利用阻力旋轉的垂直軸風力發電機有幾種類型，其中有利用平板和被子做成的風輪，這是一種純阻力裝置；S型風車，具有部分升力，但主要還是阻力裝置。這些裝置有較大的啟動力矩，但尖速比低，在風輪尺寸、重量和成本一定的情況下，提供的功率輸出低。
展開 
寧波材料所石墨烯基重防腐涂料開始大規模示范應用
為滿足不同應用需求，寧波材料所已經成功開發了系列石墨烯(白石墨烯)基沿海儲油罐重防腐涂料、導靜電防腐涂料、電網塔架防腐涂料、光伏塔架防腐涂料、耐海水防腐涂料和航天國防特種涂料等8大系列防腐和耐磨涂料。石墨烯基重防腐涂料已通過5000小時鹽霧實驗、2000小時耐5%H2SO4和2000小時耐5%NaCl浸泡等第三方檢測試驗。
針對目前石墨烯基重防腐涂料體系的儲存穩定性、工程化施工的工藝性能、涂層的穩定性等尚未進行充分工程應用驗證的問題，寧波材料所聯合國家電網寧波電力公司和浙江海鹽供電公司在大型輸電塔架和變電設施上進行了大規模示范應用，為“一帶一路”高濕熱環境下輸變電基礎設施的長久安全運行奠定了基礎。
在專用數據庫建設方面，團隊承擔了國家材料環境腐蝕平臺專項任務，牽頭負責“石墨烯環境腐蝕專題數據庫”的建設，主要通過室內加速損傷試驗和應用示范積累石墨烯涂層在海洋大氣環境中的實驗數據和環境損傷數據，為石墨烯涂料在相關領域的應用推廣及標準制訂提供數據支持和科學依據，促進我國石墨烯表面防護新材料技術和理論的發展。
高透明水晶樹脂https://www.hongyantu.com/index.php?r=landing/index&id=szjgb
展開 仿真科普︱擁抱綠色革命！揭秘CAE仿真技術在風電能源領域的應用
</p><h3 class="ql-align-justify"> 2.塔架和基礎設計</h3><p class="ql-align-justify"> 風電機組的塔架和基礎需要承受復雜的載荷，包括風載、重力載和動態響應等。CAE技術可以對塔架和基礎進行靜力學和動力學分析，評估其在各種工況下的穩定性和安全性。此外，通過優化設計，可以減輕塔架重量，降低<span style="background-color: rgba(18, 18, 18, 0);">材料成本，提高經濟性。
展開 石墨烯基重防腐涂料已實現規模量產
為滿足不同應用需求，寧波材料所已經成功開發了系列石墨烯(白石墨烯)基沿海儲油罐重防腐涂料、導靜電防腐涂料、電網塔架防腐涂料、光伏塔架防腐涂料、耐海水防腐涂料和航天國防特種涂料等8大系列防腐和耐磨涂料。石墨烯基重防腐涂料已通過5000小時鹽霧實驗、2000小時耐5%H2SO4和2000小時耐5%NaCl浸泡等第三方檢測試驗。
針對目前石墨烯基重防腐涂料體系的儲存穩定性、工程化施工的工藝性能、涂層的穩定性等尚未進行充分工程應用驗證的問題，寧波材料所聯合國家電網寧波電力公司和浙江海鹽供電公司在大型輸電塔架和變電設施上進行了大規模示范應用，為“一帶一路”高濕熱環境下輸變電基礎設施的長久安全運行奠定了基礎。
在專用數據庫建設方面，團隊承擔了國家材料環境腐蝕平臺專項任務，牽頭負責“石墨烯環境腐蝕專題數據庫”的建設，主要通過室內加速損傷試驗和應用示范積累石墨烯涂層在海洋大氣環境中的實驗數據和環境損傷數據，為石墨烯涂料在相關領域的應用推廣及標準制訂提供數據支持和科學依據，促進我國石墨烯表面防護新材料技術和理論的發展。
環氧樹脂固化劑廠家https://www.hongyantu.com/index.php?r=landing/index&id=hysz
展開 大巴山上的“空中芭蕾”——蓼子大橋轉體施工關鍵技術
前后兩種體系的轉換核心是如圖4所示的提升塔架能夠按照預先設定的模式發揮功能，該塔架設置有可拆卸的低位支承橫梁、高位支承橫梁和頂部承重橫梁。首先拱肋借助多組臥拼支架和提升塔架的低位支承橫梁完成拱肋的低姿位臥拼，然后借助設置在塔架頂部承重橫梁下方的千斤頂實現拱肋的豎向提升，待拱肋到達指定高度后，架設安裝高位支承橫梁，再將拱肋擱置在高位支承橫梁上方，隨即拆除塔架的頂部承重橫梁及千斤頂等附屬組件，安裝扣索，開始進行上行豎轉施工。
（a）豎向提升前-拱肋擱置在低位支承橫梁
（b）豎向提升后-拱肋擱置在高位支承橫梁
圖4 不同姿位支承的拱肋
單拱肋轉體抗風性能
研究及控制措施
橋址山區陣風效應突出，單拱肋分幅轉體施工時，施工過程中轉動體系的抗風性能是最需要關注的問題之一。針對單拱肋的轉體過程，分別進行了靜風荷載作用下的結構響應和穩定性計算、脈動風作用下結構的抖振響應計算、基于精細化有限元模型的豎轉軸局部受力狀態分析。計算結果表明：在4、6、8級風作用下，轉動體結構響應均處于彈性階段，且穩定性有充分保障。
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