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格构式钢管混凝土风电塔架双拼节点性能研究
一、引言
随着风电发电量的不断增加，风电塔架作为风力发电系统重要的支撑部件也日趋重要。而钢管混凝土风电塔架具有抗风性能好、施工简便等优势，在实际工程中得到了广泛应用。然而，钢管混凝土风电塔架节点作为架体支撑的关键部位，其性能直接影响着整个风电塔架的安全性与可靠性。本文选取了常用的双拼节点类型，探究了钢管混凝土风电塔架双拼节点的力学性能与结构优化。
二、研究现状
目前，国内外钢管混凝土风电塔架双拼节点的研究较为充分，研究重点包括节点连接的位置、节点连接角度、板件厚度的大小等因素对节点的影响。此外，针对离心力的作用下，节段切分的需要也是研究的重要方面。
三、双拼节点类型
本文研究的双拼节点为两个割度盘的连接节点，如图1所示。该节点采用平板连接，节点角度为90度。
[插图1：双拼节点示意图]
四、力学模型与分析
本研究采用了有限元分析模型，使用ANSYS有限元软件，建立了钢管混凝土风电塔架双拼节点有限元模型。由于采用了非线性材料模型，考虑了材料的破坏性和非线性变形。本文采用了钢杆与钢管之间采用滑动接触方式，选用合适的摩擦系数，实现了不同间距与不同节点角度的双拼节点模拟，了解这些因素的影响。
五、结果及分析
本文得出的结论有：
1.节点连接的位置
通过模拟不同位置连接的双拼节点，发现当连接十字肢的位置与节点中心线重合时，节点强度最好，该设计方案也得到了很好的应用与验证。
2.节点连接角度
研究不同角度的双拼节点，发现可以增加角度来提高节点的承载能力。当节点角度为90度时，节点强度最好。
3.板件厚度
板件厚度对节点强度有显著的影响。较大的板件厚度可以增强节点的承载能力。但是由于铸浆加固的需要，过大的板件厚度将导致施工难度变大。
4.节点间距
研究不同节点间距的双拼节点，在节点角度为90度时，当节点间距为8倍钢管的外径时，至少需要安装两个节点。节点间距的增加会导致节点的强度降低，从而增加了风电塔架的风险。
六、结论与建议
通过采用有限元模拟，本研究分析了钢管混凝土风电塔架的双拼节点，得到了一些结论：
1.节点位置、角度、板件厚度与节点间距的不同组合对双拼节点的强度有影响。
2.节点位置与角度对节点强度影响大，板件厚度和节点间距对节点强度影响相对较小。
基于这些分析，建议在风电塔架的设计中，应重视双拼节点的优化与设计，以确保安全性与承载能力。
参考文献：
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