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 Estudo comparativo de diferentes materiais para a construção de torres éolicas
Please use this identifier to cite or link to this item http://hdl.handle.net/10773/3930

title: Estudo comparativo de diferentes materiais para a construção de torres éolicas
authors: Dias, Carlos Miguel
advisors: Correia, Mónica Sandra Abrantes de Oliveira
Alves, Nuno Manuel Fernandes
keywords: Engenharia mecânica
Estruturas (construção) - Comportamento mecânico
Materiais de construção
Energia eólica
Simulação por computador
issue date: 2009
publisher: Universidade de Aveiro
abstract: Para a produção de energia eléctrica através de um recurso natural como o vento, são actualmente utilizados vários tipos de estruturas de torres eólicas, fundamentalmente estruturas construídas em aço tubular, treliça ou betão. As estruturas em aço tubular estão limitadas em termos dos valores máximos do seu diâmetro da base e da sua altura. Por outro lado, a construção de estruturas em treliça tem elevados custos de montagem e manutenção. Os problemas de corrosão são comuns a este tipo de estruturas, podendo também surgir por vezes nas estruturas de betão tradicional. Os modelos computacionais correntes permitem apenas simular o comportamento mecânico de estruturas de torres eólicas formadas por um único material, estando fundamentalmente desenvolvidos para estruturas em aço ou betão. Através deste trabalho de investigação desenvolveu-se uma metodologia baseada no método dos elementos finitos, permitindo estudar o comportamento mecânico de estruturas de torres eólicas em termos estáticos e dinâmicos e aplicar vários tipos de materiais em simultâneo. A inclusão do elemento finito sólido apropriado para modelar o comportamento de flanges, combinado com um elemento casca, permitiu obter respostas mecânicas das estruturas mais próximas dos seus comportamentos reais, possibilitando assim proceder a uma optimização mais efectiva por via da redução de espessuras. A metodologia foi aplicada a sete casos de estudo, com o objectivo de obter estruturas de torres eólicas que apresentem uma melhor resposta mecânica em termos estáticos e dinâmicos e também uma optimização em termos dos seus pesos próprios efectuadas pela combinação de diferentes materiais e redução de espessuras.

Several kinds of wind towers are used to produce electrical energy from the wind. These towers are manufactured using tubular steel, truss or concrete. Parameters like maximum diameter and height are some limitations of tubular steel towers. On the other side, truss towers have disadvantages in terms of assembly and maintenance costs. Moreover, these towers frequently present corrosion problems, which can also arise in concrete towers. Current computer models are able to simulate mechanical behaviour of single material towers obtained with steel or concrete material. Throughout this research, a new methodology was developed based on finite element method, allowing to study static and dynamic mechanical behaviour of wind towers through the combination of different materials. The finite element model encompasses an appropriated solid element to model the flange behaviour which is combined with a shell element, allowing to obtain an improved mechanical feedback of towers. This approach allows us to obtain a more effective optimisation regarding the thickness of towers . Seven cases studies were performed in order to obtain towers with improved static and dynamic mechanical behaviour. The mass optimisation was also performed through the combination of different material reducing the thickness of towers.
description: Mestrado em Engenharia Mecânica
URI: http://hdl.handle.net/10773/3930
appears in collectionsMEC - Dissertações de mestrado
UA - Dissertações de mestrado

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