Details

Тема выпускной квалификационной работы: Анализ прочности и моделирование башни ветрогенератора с учетом эксплуатационных нагрузок. Цель работы: разработка конструкции башни ветрогенератора, адаптированной для 3D-печати из ABS-пластика, с оценкой ее прочности, устойчивости к ветровым нагрузкам и экономической эффективности. Задачи исследования: расчет ветровых нагрузок для региона эксплуатации (скорость ветра до 20 м/с); моделирование башни в CAD-программе с оптимизацией формы под 3D-печать; проведение конечно-элементного анализа (ANSYS) для оценки напряжений и деформаций; оптимизация параметров соединений и толщин стенок для достижения требуемого коэффициента запаса прочности. Методы исследования: конечно-элементный анализ (ANSYS) для оценки напряжений и деформаций; аналитические расчеты по ГОСТ 14249-89 для проверки устойчивости конструкции. Результаты: рассчитана оптимальная толщина стенок башни (20 мм) для высоты 4 м; доказана устойчивость конструкции к порывам ветра до 20 м/с (запас прочности 10); смоделирована конструкция башни с комбинированным цилиндро коническим профилем, обеспечивающая снижение материалоемкости на 28% при одновременном улучшении жесткостных характеристик; рассчитано давление, оказываемое на башню в реальных условиях;  Область применения: малые ветроэнергетические установки мощностью до 5 кВт в удаленных районах с ограниченным доступом к металлоконструкциям.

Research topic: "Design and calculation of a wind turbine tower manufactured by 3D printing from ABS plastic." Research objectives: calculation of wind loads for the operating region (wind speed up to 20 m/s); tower modeling in CAD software with shape optimization for 3D printing; finite element analysis (ANSYS) to assess stresses and deformations; optimization of connection parameters and wall thicknesses to achieve the required safety factor. Research methods: finite element analysis (ANSYS) for stress and strain assessment; analytical calculations according to GOST 14249-89 for checking the stability of structures. Main results: The optimal base of the tower walls (20 mm) for a height of 4 m was calculated; the resistance of the structure to wind gusts of up to 20 m/s (safety factor of 10) was proven; tower structures with a combined cylindrical-conical profile were modeled, ensuring a reduction in material consumption by 28% while simultaneously improving rigidity characteristics; the pressure provided to the tower under these conditions was calculated. Practical significance: The solution is ideal for decentralized energy supply in hard to-reach regions.