التقنية / دليل هندسي
الأحمال الميكانيكية لتوربينات الرياح الصغيرة: القوى والعزوم والحالات
يتطلب جدول أحمال التوربين نقطة مرجعية واتجاهات والظروف التي تمثلها كل قيمة. وتربط هذه التفاصيل مجموعة التوربين بتصميم محدد للبرج والأساس.
اقرأ حدّ الحمل قبل أكبر رقم.
حمل الواجهة ليس تلقائيًا رد فعل الأساس. حدّد النقطة المرجعية والمحاور وتكوين المعدات، ثم راجع حالات التحميل ومدخلات التصميم اللاحقة.
01 / الوحدات
افصل القوى عن العزوم.
تُسجّل القوى عادةً بالنيوتن أو الكيلونيوتن؛ وتُسجّل العزوم بالنيوتن متر أو الكيلونيوتن متر.
تُسجَّل القوى عادةً بالنيوتن أو الكيلونيوتن؛ والعزوم بالنيوتن-متر أو الكيلونيوتن-متر. وقد يحتوي سجل واجهة ذي ست مركبات على Fx وFy وFz وMx وMy وMz. ولا تصبح هذه الرموز مفيدة إلا عندما تحدد الوثيقة محاورها وإشاراتها ونقطة مرجعها.
لعزم دوران العمود وعزم انحناء البرج الوحدات البُعدية نفسها، لكنهما يصفان تأثيرين مختلفين. حدّد المكوّن والمحور. فعنوان لا يقول سوى «حمل» لا يمكنه التمييز بين القوة المحورية والقوة الجانبية والانحناء والالتواء.
02 / نقطة مرجعية
تغيّر نقطة تأثير القوة العزم.
تحريك قوة إلى نقطة مرجعية أخرى، عادةً ما يتطلب تعديلًا في العزم المناسب.
يتطلب نقل قوة إلى نقطة مرجعية أخرى عمومًا تعديلًا مقابلًا للعزم. والعلاقة المتجهة هي M = r × F، حيث يُقاس r من النقطة المرجعية المختارة إلى نقطة تأثير القوة. ويحدد ذراع العزم العمودي مقدار العزم، لا مجرد المسافة بين النقطتين.
كمثال افتراضي، تسهم قوة قدرها 1 kN ذات إزاحة عمودية قدرها 2 m بعزم قدره 2 kN·m حول تلك النقطة المرجعية. هذا مثال على الوحدات، وليس حملًا لمعدات MARSTON. ويجب أن يأخذ انتقال الأحمال الفعلي في الحسبان أيضًا العزوم القائمة والاتجاهات والقوى الإضافية المؤثرة على نظام الإسناد.
03 / المحاور
احتفظ بالرسم التخطيطي للإحداثيات مع البيانات.
اسأل ما إذا كانت الإحداثيات تدور مع حاضنة التوربين أم تبقى ثابتة بالنسبة إلى البرج أو الموقع.
اسأل عما إذا كانت الإحداثيات تدور مع حاضنة التوربين أم تبقى ثابتة بالنسبة إلى البرج أو الموقع. سجّل نقطة الأصل والاتجاهات الموجبة وتوجه كل محور. ويجب أن يوضح رسم الواجهة ما إذا كانت التأثيرات المنقولة معبَّرًا عنها كأحمال على البرج أو كردود أفعال تؤثر في التوربين.
عند المقارنة بين مورّدَين، احتفظ بالاصطلاح الأصلي لكل منهما قبل أن يحوّل مهندس البيانات إلى إطار موحّد. قد يؤدي نسخ عدد موجب إلى محور ذي اتجاه مختلف إلى عكس معناه الفيزيائي. ولا يكفي تحويل الوحدات وحده لحل عدم التطابق في الإحداثيات أو بين الفعل ورد الفعل.
04 / حالات التحميل
تعرّف على الحالة الكامنة وراء كل حمل.
تصف حالة التحميل توليفة محددة من حالة المعدات والظروف الخارجية.
تصف حالة التحميل توليفة محددة من حالة المعدات والظروف الخارجية. وقد تحتاج المراجعة الهندسية إلى التمييز بين التشغيل أثناء الدوران وتهيئة التوقف والانتقالات بين الحالات. وهذه فئات للمراجعة، وليست إعلانًا عن الحالات أو الوظائف الوقائية التي جرى التحقق من صحتها لتوربين معين.
أرفق بكل حالة مقدَّمة تعريف ظروف الرياح وحالة الدوار والتوجيه والحالة الكهربائية ذات الصلة وأساس الحساب أو الاختبار. ينبغي عدم عرض قمة مسجلة خلال حدث واحد بوصفها غلاف التصميم لجميع حالات التشغيل والتوقف. وتتيح معرّفات الحالات تتبّع المراجعات اللاحقة.
05 / القيم المجمّعة
لا تُنشئ صفًا وهميًا يجمع أسوأ الحالات.
قد تحدث القيمة القصوى لكل قناة قوة أو عزم في وقت مختلف أو في حالة تحميل مختلفة.
قد تحدث القيمة القصوى لكل قناة قوة وعزم في وقت مختلف أو في حالة تحميل مختلفة. ويغيّر جمع قيم قصوى غير مترابطة في متجه واحد الحدث الموصوف. احتفظ بمجموعات المركّبات المتزامنة حيثما توفرت، إلى جانب أي غلاف محدد بصورة منفصلة وطريقة التجميع التي يعتمدها المهندس.
افصل أيضًا معلومات الحمل الأقصى عن معلومات التحميل الدوري. فقيمة قصوى واحدة لا تصف عدد التغيرات المتكررة أو مداها أو تسلسلها. وحدّد سؤال التصميم الذي يمكن لمجموعة البيانات الإجابة عنه، بدلًا من وصف سجل أحداث قصير بأنه تقييم كامل للكلال.
06 / التسليم
اربط بيانات التوربين بالتصميم الكامل للبنية الداعمة.
استخدم سجل تسليم يتضمن إصدار التوربين ورسم التركيب وأساس خصائص الكتلة والنقطة المرجعية للأحمال والحالات والمراجع المسؤول.
استخدم سجل تسليم يتضمن إصدار التوربين ورسم التركيب وأساس خصائص الكتلة ونقطة مرجع الأحمال والحالات والمراجع المسؤول. ويحتاج مصمم البرج بعد ذلك إلى معالجة ترتيب الإسناد المختار؛ ويحتاج المصمم المدني إلى التأثيرات الناتجة على الأساسات والمدخلات الخاصة بالموقع.
تحدد القدرات المقننة وأقطار الدوار المؤكدة لدى MARSTON خمسة أحجام للمنتجات؛ لكنها لا تحدد أحمال الوصلات الإنشائية. استخدم دليل مدخلات تصميم الأساس لسجلات الموقع، و دليل واجهة التوجيه لمراجعة وثائق التوصيل. اتفقوا على هذه الحدود قبل تحديد حزمة دعم.
تابع المراجعة مع ديناميكا برج توربين الرياح: الترددات والأنماط والإثارة.
تابع المراجعة مع تصميم توربينات الرياح للرياح الشديدة: بيانات الموقع وحدود التشغيل.
تابع المراجعة مع الوثائق الهندسية لمشروعات الرياح: المراجعات وحالة التدقيق.
وسّع مراجعة الأحمال بالاستعانة بـ الاضطراب الناجم عن البرج والتحميل الدوري على الشفرات و التأثيرات الجيروسكوبية أثناء توجيه حاضنة التوربين. لمناقشة المواد والمتانة، راجع الإجهاد والانفعال في المواد المركّبة و نطاقات الكلال وعدّ الدورات.
معلومات عامة: OpenStax: عزم الدوران وذراع القوة. تشرح هذه المراجع مفاهيم القطاع؛ وهي منفصلة عن وثائق منتجات MARSTON والمشروع المنطبقة.
جهّز المعلومات اللازمة لهذه المراجعة.
استخدم قائمة المراجعة لتنظيم معلومات المشروع. بيّن العناصر غير المتاحة واحتفظ بمراجع الوثائق.
| عنصر المراجعة | المعلومات المطلوب تقديمها | الغرض |
|---|---|---|
| موضع الحمل | واجهة محددة بالاسم، ونقطة مرجعية، ومراجعة الرسم الهندسي | امنع نقل القيم بين حدود غير متماثلة. |
| إطار إحداثي | نقطة الأصل، والاتجاهات، والإطار الدوار أو الثابت، والاصطلاح المتبع للفعل | اسمح بإجراء تحويل موثّق بين مجموعات البيانات. |
| سجل المكون | القوى والعزوم والوحدات والتوليفات المتزامنة | حافظ على متجه الحمل الفيزيائي كاملًا. |
| أساس الحالة | حالة المعدات وتعريف الرياح ومرجع التحليل أو الاختبار | حدد الظروف التي تمثلها كل قيمة. |
| مسؤولية التصميم | مراجعو التوربين والبرج والأعمال المدنية؛ إصدارات المدخلات المقبولة | أدرج الأحمال الصحيحة في تصميم الهيكل الداعم. |
أسئلة هندسية.
هل يمكن للقدرة المقننة أن تحدد أحمال البرج؟
لا. لا توفر القدرة المقننة بوحدة kW القوى أو العزوم أو حالات التشغيل أو تهيئة الدعامات اللازمة للمراجعة الإنشائية.
هل يمكن استخدام N·m وkN·m بالتبادل؟
تصف الوحدتان النوع نفسه من الكميات، لكن 1 kN·m يساوي 1,000 N·m. احتفظ بالوحدة بجانب كل قيمة.
هل عزم العمود هو نفسه انحناء البرج؟
لا. كلاهما عزمان، لكنهما يؤثران حول محاور وعند واجهات مختلفة. وتسمياتهما وأطرهما المرجعية مهمة.
هل يمكنني استخدام أكبر قيمة من كل عمود؟
فقط ضمن طريقة هندسية موثقة للجمع. فقد لا تنتمي القيم القصوى المستقلة للأعمدة إلى الحدث أو الحالة نفسها.
هل تكفي قيمة قصوى واحدة لتحديد تحميل الكلال؟
لا. تحتاج معلومات الأحمال المتكررة إلى تعريف خاص بها ومدة وأساس للتقييم. ولا تكفي قيمة الذروة وحدها لوصفها.
هل تنشر MARSTON تصميمًا عامًا للأساسات؟
لا يُحدَّد هنا أساس إنشائي يصلح لجميع الحالات. ويتطلب التوربين المختار والبرج وأساس الأحمال والظروف المدنية المحلية مراجعة منسقة.
استفسار فني
جهّز معلومات مشروعك للمناقشة.
يحتاج جدول أحمال التوربين إلى نقطة مرجعية واتجاهات والظروف التي تمثلها كل قيمة. شارك المعلومات المتاحة ونطاق المعدات الذي تريد مراجعته في عرض سعر فني.