Open AccessValidated design rules for adhesive bonding in wind turbine rotor blade repairs
Author(s) -
Iordanis T. Masmanidis,
Ιορδάνης Μασμανίδης
Publication year - 2021
Language(s) - Uncategorized
Resource type - Dissertations/theses
DOI - 10.12681/eadd/48797
Subject(s) - blade (archaeology) , rotor (electric) , adhesive , turbine blade , turbine , mechanical engineering , engineering , structural engineering , marine engineering , computer science , automotive engineering , materials science , composite material , layer (electronics)
Στόχος της παρούσας διατριβής είναι η ανάπτυξη ενός επιστημονικού και τεχνολογικού πλαισίου το οποίο θα δώσει επιβεβαιωμένες μεθόδους σχεδιασμού συγκολλητών επισκευών σε πτερύγια ανεμογεννητριών. Το αρχικό κίνητρο για την πραγματοποίηση της παρούσας μελέτης είναι η ταχεία ανάπτυξη του κλάδου επισκευών πτερυγίων. Αυτή οφείλεται κυρίως στο απαγορευτικό κόστος αντικατάστασης των σύγχρονων πτερυγίων, μήκους μέχρι και 80 μέτρων και στην ανάγκη μείωσης του χρόνου που η ανεμογεννήτρια παραμένει ανενεργή. Η επιστημονική κοινότητα εδώ και πολλές δεκαετίες προσπαθεί να προσφέρει εύχρηστα εργαλεία για την προσομοίωση συγκολλητών συνδέσμων, εστιάζοντας όμως κυρίως σε υλικά και μεθόδους που χαρακτηρίζουν αεροναυπηγικές κατασκευές υψηλού κόστους. Τα πτερύγια ανεμογεννητριών κατασκευάζονται μεν από σύνθετα υλικά, αλλά με χαμηλότερες ιδιότητες και μεγαλύτερες ανοχές στον σχεδιασμό για την επίτευξη του απαιτούμενου χαμηλού κόστους. Ομοίως, είτε κατά την συναρμολόγηση είτε κατά την επισκευή των πτερυγίων, απαιτούνται εργαλεία και τεχνογνωσία κατάλληλη για τον σχεδιασμό αξιόπιστων συνδέσμων χαμηλού κόστους. Η παρούσα μελέτη συγχρηματοδοτήθηκε από την ΕΥΔΕ-ΕΤΑΚ μέσω του προγράμματος ΣΥΝΕΡΓΑΣΙΑ 2011. Με την καθοδήγηση των βιομηχανικών εταίρων και λαμβάνοντας υπόψιν τις εγχώριες απαιτήσεις επισκευών πτερυγίων, σχεδιάστηκε μία εκτενής πειραματική μελέτη παραμέτρων υλικών που χαρακτηρίζουν συγκολλητούς συνδέσμους σε πτερύγια. Τα αποτελέσματα της παραμετρικής μελέτης συνδέσμων χρησιμοποιήθηκαν για την ανάπτυξη ενός μοντέλου προσομοίωσης της προοδευτικής αστοχίας συνδέσμων. Το μοντέλο χαρακτηρίζεται από τον προτεινόμενο νόμο χαλάρωσης που αποτελεί και την επιστημονική καινοτομία της μελέτης. Το τελευταίο τμήμα της εργασίας εστιάζει στην χρήση του μοντέλου στον σχεδιασμό ενός πραγματικού επιθέματος. Το επίθεμα που σχεδιάστηκε αφορά την επισκευή ενός τύπου πτερυγίου με βλάβη στο εσωτερικό του. Ο σχεδιασμός του επιθέματος επιβεβαιώθηκε κάνοντας δοκιμή πλήρους κλίμακος σε τμήμα του ίδιου του πτερυγίου. Το δοκίμιο σχεδιάστηκε στα πλαίσια της παρούσας εργασίας και κατασκευάστηκε από τον βιομηχανικό εταίρο.