نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه صنعتی مالک اشتر، مجتمع دانشگاهی مکانیک، اصفهان، ایران

چکیده

جهت سهولت در حمل و نقل برج توربین باد، برج از چند بخش مجزا ساخته شده و به یکدیگر فلنج و به وسیله فرایند جوشکاری تثبیت می‌گردند. یک پیامد ناخواسته در فرایند جوش‌کاری، اعوجاج ناشی از توزیع ناهمگون حرارت در فلنج است. این پیامد به صورت تنش پسماند و تغییر شکل‌های دایمی‌در فلنج پدیدار می‌شوند. در این تحقیق اعوجاج در جوش‌کاری فلنج برج توربین باد مورد مطالعه قرار می‌گیرد. نتایج عددی و تجربی نشان می‌دهند که میزان شار حرارتی بیشرین تاثیر را روی اعوجاج فلنج دارد. با نوشتن یک سابروتین و استفاده از حلقه‌های تکرار و شرطی، مسیر حرکت نازل جوشکاری برای برنامه تعریف و با دقت مناسبی میزان اعوجاج ناشی از توزیع حرارت پیش‌بینی می‌شود. مقایسه نتایج عددی و تجربی نشان می‌دهد که اختلاف نتایج جابجایی بستگی به ناحیه سطح مقطع فلنج و موقعیت زاویه‌ای آن دارد. در ناحیه بیرونی فلنج این اختلاف در تمام موقعیت‌ها نزدیک به صفر درصد است. در نواحی میانی سطح مقطع در موقعیت زاویه‌ای۶۰ درجه این اختلاف۳۳ درصد است که نسبت به موقعیت‌های صفر، ۳۰ و ۹۰ درجه کمترین درصد اختلاف را دارد. در نواحی داخلی فلنج در موقعیت زاویه‌ای 30 درجه اختلاف جابجایی ۱۴ درصد بوده که نسبت به سایر موقعیت‌ها کمترین اختلاف را دارد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Numerical and experimental analysis of the parameters affecting the distortion phenomenon in the welding of wind turbine tower flange

نویسندگان [English]

  • Behrooz Shahriari
  • Asghar Mahdian
  • Seyfollah Azimi

Faculty of Mechanics, Malek Ashtar University of Technology, Isfahan, Iran

چکیده [English]

In order to facilitate the transportation of the wind turbine tower, the tower is made of several separate parts and they are flanged to each other and fixed by the welding process. An unwanted consequence in the welding process is the distortion caused by the uneven distribution of heat in the flange. This consequence appears as residual stress and permanent deformations in the flange. In this research, the distortion in the welding of the wind turbine tower flange is studied. Numerical and experimental results show that the amount of heat flux has the greatest effect on flange distortion. By writing a subroutine and using repetition and conditional loops, the path of the welding nozzle is defined for the program and the amount of distortion caused by the heat distribution is predicted with appropriate accuracy. The comparison of numerical and experimental results shows that the difference of the displacement results depends on the cross-sectional area of the flange and its angular position. In the outer region of the flange, this difference is close to zero percent in all positions. In the middle areas of the cross-section in the angular position of 60 degrees, this difference is 33%, which has the lowest percentage difference compared to the positions of zero, 30 and 90 degrees. In the inner areas of the flange at an angular position of 30 degrees, the displacement difference is 14%, which is the least difference compared to other positions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Wind Turbine flange
  • Welding process
  • Welding distortion
  • Numerical and experimental investigation
  • Thermoelastic