攀爬起重机帮助能量收集达到新高度

如果你曾经开车经过远处的风力涡轮机发电场，你就会知道这些巨大的风车在风中旋转的景象令人敬畏。但如果你站在一个更高的涡轮机的底部，抬头看，你也会知道它的规模是难以估量的。坐落在风力涡轮机塔顶的是多个巨大的部件，总重达数百吨。考虑到它们的大小和规模，很容易想象组装这些巨大结构的挑战。为了解决风能技术的风险、复杂性和成本问题，Liftra正在创造一种可以安全有效地从地面上建造风力涡轮机塔的爬升起重机。该公司为全球设计、生产和运营定制起重和运输解决方案风力涡轮机行业得益于模拟和云计算，该公司能够打破设计障碍。

风力涡轮机面临巨大的安装挑战

超大规模的建设带来了一些重大的后勤和安全挑战。将部件从工厂运到风力发电场需要搬运数吨重的巨大部件。它还需要同样大的卡车在站点之间运输它们。在安装过程中，将这些沉重的部件引导到空中，传统上需要用卡车运输巨大的移动式起重机。此外，在组装过程中处理这些部件的巨大尺寸涉及大量高风险活动，在高海拔地区操作大型设备和执行复杂的升降机。

对于工人来说，总是有被撞到(在工作中被部件击中)或被掉落的部件伤害的风险。在风力涡轮机的顶部，每个部件都必须用螺栓固定。在起重机的帮助下，工人们必须小心地抬起和引导零件。如果它们在这个过程中失去了与某个部件的连接，并且该部件掉落，那么它就有可能击中站在距离塔很远的人。这就是为什么风力涡轮机周围的大量土地被清理，以防万一。

一个风力发电机建造解决方案

Liftra最近解决了这些挑战，并彻底改变了风力涡轮机的安装过程。他们正在开发LT1500起重机，它可以在风力涡轮机塔组装时“爬上”，而不是坐在它旁边。一旦安装到风力涡轮机塔的底部，起重机的底部抓住一个塔部分的法兰，并将下一个部分提升到位。然后，起重机被提起并连接到较高的部分，在那里它将起重机拉上塔，连接到较高的法兰上。在一系列这样的抓取和提升动作中，可以构建一个完整的风力涡轮机，包括塔、机舱、转子和叶片。

LT1500设计的好处是很多的，从减少设备、能源和运输成本到提高工作人员的安全性。使用一个足够大的标准起重机来建造一个393英尺或更高的风力涡轮机需要40到50个负载来运输，并且在更高的高度需要更长的组装时间。与标准起重机不同，LT1500的结构足够紧凑，可由8辆卡车在工地之间运输，并在地面上进行组装，从而缩短了组装时间，同时大幅减少了整体场地占地面积。

为了实现这个独特的应用程序，起重机到塔台的接口必须非常强大。故障是由起重机连接的焊接法兰(或风力涡轮机塔的连接部分)的完整性定义的。如果不考虑这些承重特性，将起重机安装到涡轮塔上可能会导致焊接法兰弯曲，并有损坏涡轮机塔的风险。为了正确评估这些承重特性，Liftra工程师在塔上建立了四个接触点。使用Ansys机械，他们测试了所有四个点之间的应力分布和负载分布，以确保负载在它们之间均匀分布。

进行有限元结构模拟Ansys云在他们自己的工作站上，Liftra的工程团队对起重机附着并爬上风力涡轮机塔时所涉及的负载进行了静态模拟。弹性/塑性分析的线性和非线性材料模型都在Ansys Cloud中运行，该模型位于Microsoft Azure HC系列虚拟机上，具有44个Intel Xeon Platinum 8168处理器核心，以确定塔的任何永久变形的可能性和程度。该模型包括180万个具有许多非线性接触(超过100个摩擦接触)的节点。

5X更快的分析与Ansys云

与Ansys Cloud合作意味着Liftra工程师不必将他们的分析分为多个模拟。相反，他们可以建立并运行一个单独的模拟模型，从而得到更准确的计算。为此，使用Ansys Cloud还节省了大量的时间——模拟在1小时内完成，而在公司工作站需要5小时。最终，通过一系列有限元模拟，Liftra工程师证实LT1500起重机在爬升过程中不会造成风力涡轮机塔的任何变形。

Liftra高级工程师Miguel Adolfo Hoffmann表示:“当然，能够在Ansys Cloud中建立这些大型模型有助于更好、更安全的设计。“你可以捕捉到在小型模型中看不到的东西。我们现在能够在相同的分析中做所有事情，并且对我们的结果更有信心，而不是将分析分开并计算界面力。”

霍夫曼表示，Liftra从一开始就使用该软件解决各种工程挑战。

他说:“我认为使用Ansys产品的主要优势之一是它们是知名品牌。“满足行业法规，建立更安全的风力涡轮机安装解决方案，包括将我们的计算提交给第三方审查，以证明它们在可接受的范围内。Ansys计算使事情更容易得到批准。每个人都了解Ansys，并认为他们的结果是可信的。”

了解有关Ansys如何提供帮助的详细信息Liftra将他们的LT1500起重机概念带入生活．Want了解更多关于Liftra如何成功与Ansys及其合作伙伴?注册参加2022年3月29日举行的免费在线研讨会。