攀爬起重机帮助能源收集达到新的高度

如果你曾经开车经过一个风力涡轮机农场，你就会知道这些巨大的风车在风中旋转的景象是令人敬畏的。但如果你站在其中一个较高的涡轮机的底部向上看，你也知道规模是很难理解的。位于风力涡轮机塔顶的是多个巨大的部件，总重达几百吨。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正在创造一种爬升起重机，可以安全有效地从头开始建造风力涡轮机塔。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多亏了模拟和云计算，他才能够打破设计障碍。

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。将部件从工厂运送到风力发电场需要搬运重达数吨的巨大部件。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庞大尺寸涉及许多高风险活动，包括在高海拔地区工作，同时处理大型设备和执行复杂的升降机。

对于工人来说，总是有罢工(在工作中被部件击中)或被掉落的部件受伤的风险。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，工人必须小心地抬起和引导零件。如果他们在这个过程中失去了与某个部件的连接，那么它就有可能击中站在离塔很远的人。这正是为什么风力涡轮机周围的大量土地被清理，以防万一。

风力涡轮机建设解决方案

Liftra最近解决了这些挑战，并在此过程中彻底改变了风力涡轮机的安装。他们正在开发LT1500起重机，该起重机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架的底部，起重机的底部就会抓住一个塔架部分的法兰，并将下一个部分抬起到位。然后，一个提升块被提升并连接到较高的部分，在那里它将起重机拉上塔身，连接到较高的法兰上。在一系列这样的抓取和提升动作中，整个风力涡轮机，包括塔，机舱，转子和叶片，可以构建。

LT1500设计的好处很多，从减少设备、能源和运输成本，到提高工作人员的安全性。使用一个标准的起重机，它的大小足以建造一个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。与标准起重机不同的是，LT1500结构紧凑，可以由8辆卡车在现场之间运输，并在地面上组装，从而缩短了组装时间，同时大大减少了整个现场的占地面积。

为了使这种独特的应用工作，起重机到塔架的接口必须非常坚固。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件)的完整性定义的。如果不考虑这些承重特性，将起重机安装到水轮机塔架上可能会导致焊接法兰弯曲，并有损坏水轮机塔架的危险。为了正确地评估这些承重特性，Liftra的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载荷分布，以确保载荷在四个点之间均匀分布。

运行有限元结构模拟Ansys云在他们自己的工作台上，Liftra的工程团队对起重机附着在风力涡轮机塔架上并爬上塔架时所涉及的载荷进行了静态模拟。用于弹性/塑性分析的线性和非线性材料模型在Ansys Cloud中运行在Microsoft Azure HC系列虚拟机上，该虚拟机具有44个Intel Xeon Platinum 8168处理器内核，以确定塔楼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的节点(超过100个摩擦接触)。

5X更快的分析与Ansys Cloud

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，他们可以建立和运行模型作为一个单一的模拟，从而产生更准确的计算。为此，使用Ansys Cloud也节省了相当多的时间-模拟在1小时内完成，而在公司工作站则需要5小时。最终，通过一系列的有限元模拟，Liftra的工程师证实，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高级工程师米格尔•阿道夫•霍夫曼表示:“当然，能够在Ansys Cloud中建立这些大型模型，可以实现更好、更安全的设计。“你可以捕捉到在较小的模型中可能看不到的东西。现在，我们不再需要将分析拆分并计算界面力，而是可以在同一分析中进行所有操作，并且对结果更有信心。”

霍夫曼表示，Liftra从一开始就使用该软件来解决各种工程挑战。

他表示:“我认为使用Ansys产品的主要优势之一是，它们是一个知名品牌。”“为了满足行业规定，建立一个更安全的风力涡轮机安装解决方案，需要向第三方提供我们的计算结果，以证明它们在可接受的范围内。Ansys的计算使事情更容易获得批准。每个人都知道Ansys，并认为他们的结果是可信的。”

了解Ansys如何提供帮助的更多信息Liftra将他们的LT1500起重机概念带入生活．Want了解更多有关Liftra如何与Ansys及其合作伙伴取得成功的信息?注册参加将于2022年3月29日举行的免费在线研讨会。