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| DC 欄位 | 值 | 語言 |
|---|---|---|
| dc.contributor.advisor | 周中哲(Chung-Che Chou) | |
| dc.contributor.author | Cheng-Han Hsieh | en |
| dc.contributor.author | 謝承翰 | zh_TW |
| dc.date.accessioned | 2022-11-23T09:06:59Z | - |
| dc.date.available | 2021-09-01 | |
| dc.date.available | 2022-11-23T09:06:59Z | - |
| dc.date.copyright | 2021-09-01 | |
| dc.date.issued | 2021 | |
| dc.date.submitted | 2021-08-31 | |
| dc.identifier.citation | [1] Sim, H. B., Prowell, I., Elgamal, A., Uang, C. M. (2013). Flexural tests and associated study of a full-scale 65-kW wind turbine tower. Journal of Structural Engineering, 140(5), 04013110. [2] Prowell, I., Uang, C. M., Elgamal, A., Luco, J. E., Guo, L. (2012). Shake table testing of a utility-scale wind turbine. Journal of Engineering Mechanics, 138(7), 900-909. [3] Bazeos, N., Hatzigeorgiou, G. D., Hondros, I. D., Karamaneas, H., Karabalis, D. L., Beskos, D. E. (2002). Static, seismic and stability analyses of a prototype wind turbine steel tower. Engineering structures, 24(8), 1015-1025. [4] Uys, P. E., Farkas, J., Jarmai, K., Van Tonder, F. (2007). Optimisation of a steel tower for a wind turbine structure. Engineering structures, 29(7), 1337-1342. [5] Lavassas, I., Nikolaidis, G., Zervas, P., Efthimiou, E., Doudoumis, I. N., Baniotopoulos, C. C. (2003). Analysis and design of the prototype of a steel 1-MW wind turbine tower. Engineering structures, 25(8), 1097-1106. [6] Desmond, C., Murphy, J. , Blonk, L. Haans, W. (2016), “Description of an 8 MW reference wind turbine”, Journal of Physics: Conference Series, 753, 092013. [7] Chou, C. C., Kuo, M. C., Lee, C. S. (2021). Cyclic flexural test and loading protocol for steel wind turbine tower columns. Thin-Walled Structures, 166, 108093. [8] Roman, V. G. Elwi, A. E. (1987), “Postbuckling Behavior of Thin Steel Cylinders Under Transverse Shear.” Structural Engineering Report No. 146, Department of Civil Engineering, University of Alberta, Edmonton, Alberta, Canada. [9] AISC (2016). “Specification for structural steel buildings”, ANSI/AISC 360-16, American Institute of Steel Construction, Chicago, IL, USA. [10] Sherman, D.R. Tanavde, A.S. (1984), “Comparative Study of Flexural Capacity of Pipes,” Internal Report, Department of Civil Engineering, University of Wisconsin-Milwaukee, WI, March. [11] ASCE/AWEA (2011), “Recommended practice for compliance of large land-based wind turbine support structures”, ASCE/AWEA RP2011, Reston, VA and Washington, DC. [12] ASME. (2016). “Steel stacks”, The American Society of Mechanical Engineers, ASME STS-1-2016, New York, USA. [13] EN 1993-1-6:A1 (2017), “Eurocode 3: Design of steel structures. Part 1-6: Strength and stability of shell structures. Amendment A1” Comité Européen de Normalisation, CEN, Brussels. [14] JRA (2002) “Design specifications of highway bridges, Part Ⅱ Steel Bridges”, Japan Road Association, Japan. [15] 「風力發電4年推動計畫」，經濟部能源局，2017年8月。 [16] 郭泯辰 (2019)，「高寬厚比之風機鋼管圓柱耐震試驗與非線性地震歷時分析」，碩士論文，國立台灣大學土木工程所。 [17] 劉琨耀 (2020)，「評估風機鋼管圓柱撓曲強度與鋼板受腐蝕影響之行為」，碩士論文，國立台灣大學土木工程所。 | |
| dc.identifier.uri | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/79669 | - |
| dc.description.abstract | 由於再生能源在國際間逐漸受到重視，其中風力發電為我國發展重點，作為風力發電機的主要結構，對於中空鋼管圓柱(Round-HSS)的研究就顯得十分重要，然而相關研究文獻較為缺乏，且主要聚焦於低斷面徑厚比的撓曲強度試驗，因此本研究共製造了1座試體，材料使用JIS SS400，試體斷面徑厚比為360，試體外直徑為1440 mm、試體總高度為5305 mm，進行單曲率反覆側推試驗，並會將郭泯辰 (2019)、劉琨耀 (2020)的研究結果納入本研究進行比較與討論。比較試驗結果可以發現，試體韌性μ隨著試體徑厚比D/t的增加而略微下降，但部分試體會由於初始局部挫屈較早發生，導致受壓側管壁支撐力不足，使得試體韌性μ略微上升介於1.28~1.95，並使試體強度上升幅度有限，產生正負迴圈試體強度不對稱。接著討論各國規範對於撓曲強度的預測，AISC (2016)會隨著試體徑厚比的增加偏向低估，ASME (2016)、ASCE (2011)皆為低估，EN1993-1-6 (2017)與試體結果趨勢較為一致，JRA (2002)與試體結果趨勢較為一致但較為高估。最後利用有限元素分析軟體ABAQUS建立模型，討論模型對於施加不同軸力的情況下，對鋼管圓柱模型撓曲強度的影響，其結果顯示，施加0.05Py軸力的模型最大強度下降5 %~6 %，施加0.20Py軸力的模型最大強度下降22 %~25 %，軸力比例小幅度影響彈性勁度與韌性，而各國規範對於折減後撓曲強度的預測，ASME (2016)、ASCE (2011)皆為低估，AISC (2016)、EN1993-1-6 (2017)、JRA (2002)相較準確，但皆隨著斷面徑厚比的增加偏向保守，並隨著模型軸壓比例的增加使低估現象逐漸明顯。 | zh_TW |
| dc.description.provenance | Made available in DSpace on 2022-11-23T09:06:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 U0001-3108202113230800.pdf: 21638099 bytes, checksum: ff639c879949ed110ef3aac782e4e81b (MD5) Previous issue date: 2021 | en |
| dc.description.tableofcontents | 口委審定書 i 誌謝 iii 摘要 v ABSTRACT vii 目錄 ix 表目錄 xiii 圖目錄 xv 第 1 章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 文獻回顧 2 1.2.1 風機塔柱實際尺寸數據 2 1.2.2 鋼管圓柱側推試驗 3 1.3 研究動機與目的 4 第 2 章 規範介紹與試體設計 7 2.1 強度預測公式 7 2.1.1 美國規範 AISC (2016) 7 2.1.2 美國規範 ASME (2016) 10 2.1.3 美國規範 ASCE (2011) 12 2.1.4 歐洲規範 EN1993-1-6 (2017) 13 2.1.5 日本規範 JRA (2002) 19 2.2 試體設計與斷面規劃 23 2.2.1 風機尺寸 23 2.2.2 試體設計與斷面規劃 24 第 3 章 鋼管圓柱反覆側推試驗與結果分析 27 3.1 試體製造 27 3.2 試驗系統 28 3.2.1 試驗配置 28 3.2.2 應變計配置 28 3.2.3 LVDT配置 28 3.2.4 Dial Gauge配置 29 3.2.5 影像測量系統(NDI)配置 29 3.2.6 反覆側推試驗流程 29 3.3 試驗觀察 30 3.3.1 Specimen 4初始幾何缺陷 30 3.3.2 鋼板拉伸試驗 31 3.3.3 單曲率反覆側推試驗 31 3.4 試體試驗結果分析與比較 36 3.4.1 遲滯迴圈 36 3.4.2 試體韌性 40 3.4.3 試體勁度 41 3.4.4 試體曲率 43 3.4.5 各試體挫屈型態與挫屈量 43 3.5 試體撓曲強度與規範預測值比較 46 第 4 章 有限元素分析 49 4.1 前言 49 4.2 有限元素模型建置 49 4.2.1 材料模型 49 4.2.2 模型建構、網格切割與邊界條件 (Model 1) 49 4.2.3 底板旋轉 (Model 2) 50 4.2.4 冷彎殘餘應力 (Model 3) 52 4.2.5 銲接殘餘應力 (Model 4) 54 4.2.6 初始幾何缺陷 (Model 5、Model 6、Model 7) 56 4.3 分析結果與試驗結果比較 60 4.3.1 整體分析結果與比較 60 4.3.2 局部分析結果與比較 63 4.4 參數分析 66 4.4.1 前言 66 4.4.2 有限元素模型建置 67 4.4.3 參數分析結果 68 4.4.4 分析結果與規範預測值比較 74 第 5 章 結論與建議 79 5.1 結論 79 5.2 建議 83 參考文獻 85 附錄 A 196 附錄 B 198 | |
| dc.language.iso | zh-TW | |
| dc.title | 風機鋼管圓柱在彎矩與軸力作用下之行為:實驗與有限元素分析 | zh_TW |
| dc.title | Behavior of Wind Turbine Hollow Steel Round Columns under Bending Moment and Axial Load:Experiment and Finite Element Analysis | en |
| dc.date.schoolyear | 109-2 | |
| dc.description.degree | 碩士 | |
| dc.contributor.oralexamcommittee | 胡宣德(Hsin-Tsai Liu),許協隆(Chih-Yang Tseng) | |
| dc.subject.keyword | 風機塔柱,中空鋼管圓柱,反覆測推試驗,撓曲強度,有限元素分析, | zh_TW |
| dc.subject.keyword | Wind turbine column,Round-HSS section,Cyclic test,Flexural strength,Finite element analysis, | en |
| dc.relation.page | 198 | |
| dc.identifier.doi | 10.6342/NTU202102880 | |
| dc.rights.note | 同意授權(全球公開) | |
| dc.date.accepted | 2021-08-31 | |
| dc.contributor.author-college | 工學院 | zh_TW |
| dc.contributor.author-dept | 土木工程學研究所 | zh_TW |
| 顯示於系所單位： | 土木工程學系 | |
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