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Tianheテレスコピックマスト風力解析

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風抵抗 – マスト風抵抗と計算方法

1)マスト風抵抗に関する知識
マスト風抵抗は、マスト製品の重要な技術指標の1つです。すべての顧客は、負荷を設置した後にマストが耐えることができる風力の量を知りたいと思っています。しかし、誰もこの質問に正確に答えることはほとんどできません。これは、マストの風抵抗性能が次の3つの要素によって決まるためです。
マストの構造と材料
Bマストの高さを使用する
C荷重の重量、体積および形状
上記の3つの条件が満たされている場合には、以下の3つの方法を使用して比風力係数を計算することができます。
(1)理論計算:有限要素解析などの手法を用いる。
(2)シミュレーション実験:風力の異なるスケールを風圧に変換し、物理的方法(テンションメーター)を用いて試験する。
(3)風洞実験:風洞にマストと荷重をかけ、風速をシミュレートしてテストします。
上記3つの方法において、第3の方法は、より現実的な価値を提供することができる。しかし、風洞実験のコストおよび条件要件は非常に高い。たとえば、18メートルの高さのマストを実験に使用するのに十分な大きさの風洞がありますか?実験は可能ですか?いくらかかるでしょうかこれらはすべて問題です。したがって、マスト製造業者にとって、マストの風抵抗指数は、最初の2つの方法


2)マスト風抵抗の計算方法
(この計算方法は、マストの材質、構造、高さ、および参考用に弊社が招待した専門家が提供する無負荷マストの理論計算式です。)
例:A4-270-2300-7600リフトロッドの風力性能は、100km / hのベンチマーク風速に従って計算されます。
1、技術条件

  1.1、リフティングロッドの設計基準風速▽= 100km / h≒28m / s
1.2、▽= 28m / sのとき、リフティングロッドにかかる風抵抗Dを推定する。
1.3、リフティングロッドは合計4つのセグメントを持っています。特定のサイズが表に示されています。
 
チューブ 外径 284 242 229 202
長さ 1700 1700 1700 1700
 
風のスケールと風速、風力のリスト(設計のための)
風のスケール
風の名前
風速 W0=V2/16(kg/m2),10N/m2 陸上の物体の標識 海の状態
km/h (m/s)
8 フレッシュガール 62-74 17.2-20.7 18.49-26.78

支店が壊れました。人々が先に進むことは非常に困難です

野生の波
9 強い暴風 75-88 20.8-24.4 27.04-37.21

建物がわずかに損傷している

非常に高い海

10 全ゲイル 89-102 24.5-28.4 37.52-50.41 樹木の根絶や建物の被害

非常に高い海

11 103-117 28.5-32.6 50.77-66.42

まれに土地で見られる。それが土地にあるならば、大規模な破壊がなければならない

非常に高い海

12 ハリケーン> >117 32.7-36.9 66.42-85.1 土地ではほとんど見られない。大きな破壊力

怪物の波

2.Windの抵抗の計算
2.1曲げ抵抗係数
最上部のチューブの底部がマストの最も弱い部分であり、大きな曲げモーメントを有するため、外径が202mmのチューブは通常の使用を保証し、マスト全体の使用を保証することができます。
202mm外径チューブの曲げ抵抗率


w=πd²/32 ﹛1-﹙do/d ﹚4﹜=3.14×202²/32 ﹛1-﹙190/202 ﹚4﹜=181332mm²

2.2風力係数
いわゆるガストKgは、観測時間内の最大瞬時風速V2と平均風速V2との比である。観測時間、平均風速、地形、表面粗さ、ベンチマーク風速の再発間隔、およびその他の要因に関連しています。一般に、Kgは1.2〜1.5であり、ここではKg = 1.3である。
V2 =▽Kg = 28×1.3 = 36.4m / s
2.3異なる直径のセグメントにおけるリフティングロッドのレイノルズ数
2.3.1レイノルズ数
R2 = V2d / V = 36.4×0.202 / 0.15×10-4 = 4.9×103
V空気の動粘度、0.15×10 -4 m 2 / s


d-チューブ直径
2.3.2
リフトロッドの抵抗係数CDは、リフトロッドの様々なセグメントのレイノルズ数の変化範囲に従って決定される。
リフトロッドは比較的長く、滑らかな表面を有するので、滑らかな2次元ロッドとみなすことができる。下の図は平滑な2次元円柱の抵抗係数CDとレイノルズ数Reの関係曲線を示しています。

 

 

 

 

 

 

リフトロッドのRe範囲はCD = 1.2の範囲内にあることが曲線から分かる。
2.4最上部セグメントの上部にある揚重棒の風抵抗
D = CD・2 / 2PV22dlKg2
= 1.2×2/20×36.4×0.202×1.7×1.3²

= 57.67kg

2.5強度チェック
σmax= Mmax / W = 37.4×20×27×2000/20222 = 5.4Mpa

6063-T6下限= 205Mpa、安全を確保するために、σ= 160Mpa
σmax<σとすると、マストは風速100km / hに耐えることができます。機械式セルフロック構造の場合、マストが負担する風力を11倍の風に乗じることができます
3)マストの耐風性能を向上させる方法
既存の仕様のマストを使用する場合、以下のいくつかの方法を採用してマストの耐風性を改善することができます。
1)気象条件に応じてマストを上げ下げします。風が強い場合はマストを下げます。低速風の場合はマストを持ち上げます。
2)耐風コードを使用してください。マストの風抵抗を大幅に増加させるために、適切かつタイムリーなコードを使用してください。コードの使い方を下図に示します。

荷物の風上側の面積を0.85m2に設定し、マストの最上部にグライラインを設置します。異なるコーデル角度の対応する耐風強度を表に示す。

 
コーデル角度 10° 15° 20° 25° 30° 35° 40° 45°
耐風強度(m / s) 17.0 18.5 20.0 21.6 23.2 24.9 26.8 28.9 31.3 32
 

 

 

 

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