Fatigue analysis of on-shore wind turbine towers

Bu araştırma boru enkesitli rüzgar türbini kulelerinin bulonlarında yorulma istemlerini hesaplamak için bir yöntem sunmaktadır. Sunulan yöntem aerodinamik yüklerin simulasyonu ve bulonlu bağlantıların yapısal davranışının sonlu elemanlar yöntemiyle modellenmesine dayanmaktadır. Rüzgar parametrelerinin değişkenliği sahadaki ölçümlerle ayarlanan olasılık dağılımlarından elde edilen değerlerle temsil edilmektedir. Sayısal yöntemle oluşturulan gerilme zaman serilerinin, bulonlardaki gerinim ölçerlerden elde edilen ölçümlerle, güç spektrumu ve zaman serileri bakımından uyum gösterdiği belirlenmiştir. Her bulonun pozisyonu o bulonda oluşan yorulma hasarı üzerinde belirleyici bir etkisi vardır. Geliştirilen prosedür, rüzgar değişkenliklerini istatistiksel olarak temsil etmek için sınırlı sayıda simulasyon gerektirmesi nedeniyle, hesaplama açısından verimlidir. Bu araştırma, ayrıca bulon çekme kuvveti seviyesinin rüzgar türbini bulonlarında oluşan yorulma hasarına etkisini de incelemektedir. Yorulma analizleri, sonlu elemanlar analizlerinin sonuçları üzerinde yapılmıştır. Araştırmanın sonuçları, bulon çekme kuvvetindeki azalmanın gerilme değişimlerinde artışa, ve dolayısıyla yorulma hasarında artışa sebep olduğunu göstermektedir. Bulon çekme kuvvetinin gerilme aralıkları ve yorulma hasarı üzerindeki etkileri, bulon çekme kuvvetinin yaklaşık tasarım çekme kuvvetinin 25 %'ine kadar düştüğünde daha belirgin ve önemli miktarda görünmektedir.