एक शहरी छत पर ऊर्ध्वाधर अक्ष पवन टरबाइन का ढहना कोई साधारण यांत्रिक दुर्घटना नहीं है; यह संरचनात्मक थकान पर एक सबक है। आपदा की तस्वीरों में मुड़े हुए ब्लेड अलग हुए दिखाई देते हैं और एक टूटा हुआ मस्तूल दिखाई देता है। दृश्य के पुनर्निर्माण के लिए RealityCapture का उपयोग करते हुए 3D फोरेंसिक विश्लेषण वास्तविक कारण का खुलासा करता है: भंवर बहाव की आवृत्ति समर्थन की प्राकृतिक आवृत्ति से मेल खाती है, जिससे एक विनाशकारी अनुनाद शुरू हो गया जिसने सामग्री पर घातक तनाव चक्र लागू किए।
Ansys Fluent और Siemens NX 🌀 में CFD विश्लेषण और थकान गतिकी
विफलता की परिकल्पना को मान्य करने के लिए, VAWT का ज्यामितीय मॉडल Siemens NX Motion में फिर से बनाया गया है, जिसमें मस्तूल के द्रव्यमान और कठोरता डेटा को एकीकृत किया गया है। समानांतर में, Ansys Fluent घुमावदार ब्लेड के चारों ओर प्रवाह की स्ट्रौहल आवृत्ति की गणना करने के लिए एक क्षणिक CFD सिमुलेशन चलाता है। फोरेंसिक विश्लेषण की कुंजी इन डेटा को पार करने में निहित है: NX का संरचनात्मक गतिकी सॉल्वर CFD से उतार-चढ़ाव वाले भार प्राप्त करता है और उन्हें संरचना की प्राकृतिक आवृत्ति पर आरोपित करता है। जब दोनों आवृत्तियाँ समकालिक हो जाती हैं, तो कंपन का आयाम तेजी से बढ़ता है, मस्तूल के स्टील की थकान सीमा को पार कर जाता है, जिससे दरारें और बाद में विघटन होता है।
डिज़ाइन त्रुटि जिसे सिमुलेशन 🔧 टाल सकता था
यह मामला दर्शाता है कि थकान सिमुलेशन कोई विलासिता नहीं है, बल्कि नवीकरणीय ऊर्जा डिजाइन में एक आवश्यकता है। 3D फोरेंसिक विश्लेषण ने न केवल ब्रेक पॉइंट की पहचान की, बल्कि यह भी स्पष्ट किया कि ब्लेड प्रोफाइल का एक सरल पुन: डिज़ाइन या एक ट्यून किया गया द्रव्यमान डैम्पर भंवर आवृत्ति को बदल सकता था, अनुनाद चक्र को तोड़ सकता था। सामग्री इंजीनियरों के लिए, सबक स्पष्ट है: ज्यामिति न केवल वायुगतिकी को परिभाषित करती है, बल्कि चक्रीय तनाव के तहत घटक के जीवनकाल को भी निर्धारित करती है।
परिमित तत्व विश्लेषण के किन विशिष्ट डेटा ने ढह गए VAWT में शास्त्रीय थकान फ्रैक्चर और हार्मोनिक अनुनाद-प्रेरित फ्रैक्चर के बीच अंतर करना संभव बनाया
(पी.एस.: सामग्री की थकान 10 घंटे के सिमुलेशन के बाद आपकी थकान जैसी है।)