Fatigue analysis of wind turbine hub

U radu je provedena simulacija rada vjetroagregata KO-VA 57/1 tvrtke Končar. Simulacija obuhvaća glavčinu, lopatice te spojne dijelove između glavčine i lopatice. Ovaj sklop predstavlja pojednostavljeni model cijelog vjetroagregata koji sadrži sve relevantne elemente za proračun zamora glavčine. Postupak modeliranja kreće od jednostavne aproksimacije sklopa koja je riješena analitičkim postupkom i modelirana u programskom paketu MD Adams u svrhu verifikacije numeričkog rješenja. Zatim je kreiran realni model sastavljen od tri lopatice spojene preko sustava kontrole zakreta (eng: pitch control) za glavčinu. Koristeći programski paket MD Adams, sklopu je dodijeljeno opterećenje vjetra te se simulira njegovo ponašanje. Opterećenja vjetra su temeljena na proračunu aerodinamike provedenom u programskom paketu GH Bladed. Rezultati simulacije daju detaljne informacije vezane za dinamiku samog sklopa. Konkretno riječ je o silama i momentima koji se, usred opterećenja vjetra i rotacije samog sklopa, prenose na glavčinu. Provedena je simulacija za slučajeve kada je vjetar konstantan, kada vjetar sadrži periodične oscilacije, te za realni slučaj promjene vjetra unutar 10 minuta sa izraženom turbulencijom. Vrijednosti opterećenja su očitane na spojevima između sustava kontrole zakreta i glavčine te su modelirana u programskom paketu Abaqus. Ondje je provedena statička analiza korištenjem metode konačnih elemenata, te je utvrđeno stanje naprezanja i deformacija glavčine. Rezultati Abaqus analize su prebačeni u FE-Safe gdje su naprezanjima dodijeljene oscilacije koje predstavljaju dinamičko opterećenje. Slijedi proračun zamora glavčine koji određuje njen životni vijek. Fokus ovog rada je postavljen na modeliranje i analizu sklopa glavčine u MD Adamsu. Razlog je potreba za što realnijim opterećenjima na glavčinu koja su ključna u dobivanju stvarnog stanja naprezanja. Analizama u Abaqusu i FE-Safe nije posvećeno dodatno vrijeme, te su one jednostavne analize. Ostavljena je mogućnost dodatnog razmatranja u budućim radovima. Dodatno je u radu prikazana teorija na kojoj se temelje analize u MD Adamsu i Abaqusu kao i osnove rada vjetroagregata