Experimental evaluation of the behavior of wind turbine tower connections under static loading - Κοσμίδου, Ελένη (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών, 2017)
Με την πάροδο του χρόνου, η συνεχής αύξηση της κατανάλωσης ενέργειας οδηγεί στην ανάγκη καλύτερης εκμετάλλευσης του αιολικού δυναμικού. Για αυτό τον λόγο, το ύψος των σύγχρονων ανεμογεννητριών διαρκώς αυξάνεται, με αποτέλεσμα να εντείνονται οι επιβαλλόμενες φορτίσεις. Ο άνεμος αποτελεί την κυρίαρχη φόρτιση μιας ανεμογεννήτριας, που λόγω της δυναμικής φύσης των ανεμοπιέσεων και της ανακυκλιζόμενης φόρτισης, οδηγεί σε ενδεχόμενη αστοχία μίας τέτοιας κατασκευής εξαιτίας της κόπωσης. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει η μελέτη των συνδέσεων μεταξύ διαδοχικών τμημάτων, οι οποίες καταπονούνται ιδιαίτερα από τις φορτίσεις του ανέμου και εμφανίζουν φαινόμενα αστοχίας. Αντικείμενο της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας είναι η πειραματική αξιολόγηση της συμπεριφοράς των συνδέσεων αποκατάστασης της συνέχειας μεταξύ τμημάτων του πυλώνα μιας ανεμογεννήτριας υπό στατική φόρτιση. Στο πρώτο κεφάλαιο παρουσιάζεται η αιολική ενέργεια και περιγράφονται συνοπτικά τα βασικά χαρακτηριστικά μιας ανεμογεννήτριας. Επιπλέον, παρουσιάζονται οι τεχνικές παραγωγής και κατασκευής χαλύβδινων σωληνωτών πυλώνων. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι μέθοδοι σύνδεσης διαδοχικών τμημάτων ενός χαλύβδινου σωληνωτού πυλώνα, που υλοποιούνται μέσω δακτυλιοειδών ελασμάτων συγκολλημένων σε κάθε τμήμα του πυλώνα, τα οποία συνδέονται μεταξύ τους με προεντεταμένους κοχλίες. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζεται σχηματικά η πειραματική διάταξη του πλαισίου που χρησιμοποιήθηκε για την πραγματοποίηση της πειραματικής διαδικασίας, καθώς και τα σχέδια των εξεταζόμενων δοκιμίων. Οι κατηγορίες των υπό εξέταση δοκιμίων είναι: δοκίμιο εσωραφής στο κέλυφος του πυλώνα, δοκίμιο εσωραφής στην τομή φλάντζας – πυλώνα, δοκίμιο εσωραφής στην τομή φλάντζας – πυλώνα με σχισμή, δοκίμιο με εξωραφή και δοκίμιο εξωραφής με προεξοχή φλάντζας. Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζεται φωτογραφικό υλικό των δοκιμίων από την πειραματική διαδικασία, καθώς και τα πειραματικά αποτελέσματα σε μορφή διαγραμμάτων. Συνολικά, χρησιμοποιήθηκαν 13 πειραματικά δοκίμια, τα οποία τοποθετήθηκαν και εξετάστηκαν σε πειραματική διάταξη στο Εργαστήριο Μεταλλικών Κατασκευών στο Ε.Μ.Π. Επιπλέον, στα πειράματα χρησιμοποιήθηκαν 2 ομάδες κοχλιών διαφορετικής προέλευσης. Στόχος της πειραματικής διαδικασίας είναι ο προσδιορισμός της αντοχής κάθε δοκιμίου και η διερεύνηση του μηχανισμού αστοχίας ελάσματος, κοχλία ή συγκόλλησης. Στο πέμπτο κεφάλαιο γίνεται μια προσπάθεια σύγκρισης και αξιολόγησης των πειραματικών αποτελεσμάτων, ενώ στο έκτο και τελευταίο κεφάλαιο γίνονται προτάσεις για την περαιτέρω μελέτη της συμπεριφοράς των συνδέσεων σε πυλώνες ανεμογεννητριών.