结构强度分析patran软件.doc

潮流能发电装置悬臂结构强度分析
（1.哈尔滨工程大学；2.船舶工程大学11级114班，黑龙江省哈尔滨市邮编150001）
照片尺寸为20mm*30mm；最好不用红色背景
摘要：为选择合适的发电装置结构布局，保证各结构的强度并能成分利益材料的强度。在相同受力的情况下，运用控制变量法，对比分析不同主船体宽度和不同的悬臂安装高度下整个装置的应力分布情况，探讨通过合理的结构布局降低最大应力的可行性。结果表明，悬臂结构是整个装置的最大应力区，增加主船体宽度可以降低悬臂的最大应力值，在发电叶轮深度不变的情况下适当降低悬臂的安装高度也能降低悬臂最大应力值。结果可以为潮流能发电装置的设计提供理论依据和指导。
关键词：最大应力；潮流能发电装置；扭矩；弯矩
中图分类号：（作者本人填写）文献标识码：A文章编号：1006-7043(2006)xx-xxxx-x
Analysisofstructuralstrengthofthetidegeneratingdeviceofcantilever
WangQun2011011422
(1HarbinEngineeringUniversity;2MarineEngineeringUniversityGrade11class114,HarbinCity,HeilongjiangProvince,China150001)
Abstract：Fortheselectionofpowergenerationdevicestructureappropriate,ensurethestructuralstrengthandthestrengthofthematerialcompositionofinterest.Underthesamestresscondition,usingthecontrolvariablemethod,comparativeanalysisofdifferentmainhullwidthanddifferentcantileverinstallationheightofthedeviceunderthestressdistribution,thefeasibilitytoreducethemaximumstressthroughreasonablestructurallayout.Theresultsshowthat,thecantileverstructureisthemaximumstressregionofthewholedevice,increasethemainhullwidthcanreducethemaximumcantileverstressvalues,inthesamepowerimpellerdepthconditionsappropriatetoreducethecantileverinstallationheightcanreducethemaximumstressofthecantilever.Toprovidethetheoreticalbasisandguidanceforthedesignofthepowerdeviceforpowerflow.
Keywords：Themaximumstress;tidalcurrentenergyconversiondevice;torquemoment;
如今，我国对化石能源的依赖不仅威胁论我国的能源安全，而且造成了严重的环境污染问题。现
实的情况迫使我们加强对可再生能源的开发和利用。而分布广泛、储量丰富的潮流能具有巨大的开发前景和价值。因此，开发出经济高效，稳定适用的潮流能发电装置是当前亟待解决的问题，而设计出稳定的装置主体结构是最主要的问题。
装置的主要参数
装置的主体结构形式

图1整体结构图

各结构的几何尺寸及材料参数
发电装置主体材料采用雪弗板（PVC发泡板）和PVC管。其基本参数为：

设计水线长（cm）85.3浮筒顶部截面直径（cm）11主浮体宽度（cm）25浮筒底部截面直径（cm）5主浮体高度（cm）20悬臂管长度（cm）130悬臂管直径（cm）5浮筒长度（cm）55.5表1.装置主要结构参数

主浮体板壳厚度(mm)10主浮体板密度(kg/m3)600浮筒厚度(mm)2浮筒密度(kg/m3)1380悬臂管厚度(mm)1浮筒密度(kg/m3)1380杨氏模量(MPa)2900泊松比0.36表2.装置材料参数

装置整体受力分析
发电装置漂浮在水面受到重力、浮力、以及水流的冲击力和锚泊定位的约束力。其中，经分析，主船体的吃水较小，相对雨浮筒受到的水动力，主船体所受的水动力是小量，为简化模型，可忽略不计。由于整个装置的最大吃水较小，小于1米，其产生相应的静水压力为一小量，可以忽略不计。
简化后的模型受力为