Orientador: Prof. Dr. João Batista de Aguiar / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, 2014. / Neste trabalho é desenvolvida a estrutura de uma torre eólica destinada ao território brasileiro em uma montagem com dimensões compatíveis com as realidades técnicas, físico ambientais e sócios econômicas brasileiras. Inicialmente a escolha da potencia eólica é considerada, estudando a mecânica do vento, a influência da topologia, a escolha de materiais disponíveis no Brasil, os processos de fabricação possíveis dentro do território nacional, a escolha de um fabricante de gerador, a escolha de pás ou aerofólios de acordo com a necessidade de projeto.
O sistema modular da torre fornece algumas vantagens e benefícios no processo de fabricação, transporte, montagem, manutenção e projeto. No projeto a torre eólica é projetada para dar o máximo de estabilidade em condições extremas. Diferentes critérios de estabilidade são abordados e analisados tanto analiticamente quanto numericamente com a ajuda de diferentes normas (EN, AISC). Para a análise numérica todas as tarefas foram executadas com o pacote de elementos finitos do programa Abaqus¿. O modelo de torre tubular foi primeiramente analisado e verificou-se satisfazer os critérios de estabilidade (flambagem global e a flambagem local). Verificou-se que a torre é segura contra flambagens local e global e permanece estável sob a carga de vento extremo. As metodologias adotadas na concepção da torre eólica buscaram um resultado otimizado com minimização da massa, maximização da rigidez e maximização da frequência natural. Durante a otimização observou-se que o modelo de torre dá um resultado mais econômico se o seu projeto for com espessura variável, módulo a módulo, ou seja, menos material é necessário para a fabricação o qual reduz o custo, porém, o projeto requer a aplicação de amortecedores. Um segundo modelo de torre com espessura constante apesar de usar mais material traz o benefício de não usar amortecedores. / This work addresses the design and analysis of a wind tower destined to the Brazilian territory in an "onshore" assembly, compatible with the physical reality and environmental conditions of Brazilian territory and based in a modular concept. Wind power unit is discussed in the design process from studies of mechanics of wind, influence of topology, choice of materials available in Brazil and manufacturing processes possible within the national territory, leading to the choice of a generator manufacturer, of blades and airfoils according to need for the project. Other issues, such as design of bolt connections plus flanges to assemble the modules are also discussed. The modular system of the tower leads to some advantages and benefits in the manufacturing, transportation, installation, maintenance and design process. In this project the wind tower is first designed to give maximum stability in extreme conditions. Different stability criteria are addressed, both analytically and numerically, with the help of different standards (EN, AISC). Numerical analyses for all tasks were performed with Abaqus¿ finite element package. The tower model satisfied the stability criteria (bending, global buckling and local buckling). The methodologies adopted in the design of the wind tower sought as outcome an optimized, minimum weight, maximum stiffness and higher first natural frequency tower. During the optimization it is observed that the tower model gives a better economical result if variable thicknesses among moduli are allowed, with less need for manufacturing, which reduces material cost. However in this case the project requires the application of dampers. A second tower model with constant thickness even though using more material, has the benefit of dispensing the use of dampers.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:BDTD:77485 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Tadaieski, Fernando Eryeme |
| Contributors | Aguiar, João Batista de, Ramos, Roberto Luiz da Cunha Barroso, Gomes, Edson |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf, 167 f. : il. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFABC, instname:Universidade Federal do ABC, instacron:UFABC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=77485&midiaext=70937, http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=77485&midiaext=70938, Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.brphp/capa.php?obra=77485 |
Page generated in 0.0037 seconds