کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
8065771 1520694 2015 12 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Advanced numerical modelling techniques for the structural design of composite tidal turbine blades
ترجمه فارسی عنوان
تکنیک های مدل سازی عددی پیشرفته برای طراحی ساختار تیغه های توربین جزر و مد کامپوزیت
کلمات کلیدی
انرژی جزر و مدی، کامپوزیت خستگی، شکستگی، سازه های،
ترجمه چکیده
تیغه های توربین توربین باید در طول بارهای بارگذاری شدید و بارهای شدید خفیف در طول 25-25 سال عمر مورد نیاز خود در محیط دریایی خشن بایستند. این به استفاده از مواد کامپوزیت تقویت شده فیبر با مقاومت بالا نیاز دارد تا سختی مورد نیاز، مقاومت و عمر خستگی و همچنین مقاومت در برابر خوردگی را فراهم کند، در حالی که حداقل جرم مواد مورد نیاز برای ساخت تیغه را به حداقل می رساند و اجازه می دهد شکل هندسی خود را برای ارائه هیدرودینامیک مورد نیاز کارایی. با وجودی که کامپوزیت ها عملکرد عالی را به فلزات می رسانند، مکانیسم های شکست احتمالی پیچیده تر و دشوار است. مکانیسم شکست غالب، شکست ناپذیری (لایه برداری) بین لایه های کامپوزیتی (ورق) است. این مقاله نشان می دهد که چگونه توسعه تکنیک های عددی برای مدل سازی رشد ترک های اینترفاقی می تواند به فرآیند طراحی کمک کند، به طوری که می تواند تاثیرات بر رشد ترک از نقص های تولید بالقوه و اثر توالی انباشته از خواص کامپوزیتی را تحلیل کند. این در نهایت منجر به کاهش حاشیه ایمنی طراحی و کاهش حجم مواد لازم برای تولید تیغه می شود که برای کاهش هزینه های چرخه حیاتی ضروری است. اگر چه نمونه هایی که در این مقاله ارائه شده است به تیغه های توربین جزر و مدی اختصاص دارد، تکنیک های تجزیه و تحلیل برای همه ساختارهای کامپوزیتی که در آن کشش خستگی ناپایدار است، نگران کننده اصلی است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی دریا (اقیانوس)
پیش نمایش مقاله
تکنیک های مدل سازی عددی پیشرفته برای طراحی ساختار تیغه های توربین جزر و مد کامپوزیت
چکیده انگلیسی
Tidal stream turbine blades must withstand both extreme one-off loads and severe fatigue loads during their 20-25 year required lifetimes in harsh marine environments. This necessitates the use of high-strength fibre reinforced composite materials to provide the required stiffness, strength and fatigue life, as well as resistance to corrosion, whilst minimising the mass of material required for blade construction and allowing its geometric form to provide the required hydrodynamic performance. Although composites provide superior performance to metals, potential failure mechanisms are more complicated and difficult to predict. A dominant failure mechanism is interfacial failure (delamination) between the composite layers (plies). This paper demonstrates how the development of numerical techniques for modelling the growth of interfacial cracks can aid the design process, allowing the effects on crack growth from potential manufacturing defects and the effect of stacking sequence of composite plies to be analysed. This can ultimately lead to reduced design safety margins and a reduction in the mass of material required for blade manufacture, essential for reducing lifecycle costs. Although the examples provided in this article are specific to tidal turbine blades, the analysis techniques are applicable to all composite structures where fatigue delamination is a primary failure concern.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Ocean Engineering - Volume 96, 1 March 2015, Pages 272-283
نویسندگان
, ,