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Optimización de Torres de Red Triédrica con una Limitación en la Ocurrencia de la Excitación de Vórtices Resonantes

Autores: Chepurnenko, Anton; Akhtyamova, Leisan; Ivashchenko, Irina; Akopyan, Vladimir

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Optimización de Torres de Red Triédrica con una Limitación en la Ocurrencia de la Excitación de Vórtices Resonantes


Categoría

Procesos industriales

Subcategoría

Diseño de procesos industriales

Palabras clave

Torres de rejilla triangulares
Técnica de optimización
Reducción de peso
Excitación de vórtices resonantes
Limitaciones de estrés

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 20

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Las torres de celosía triédricas se utilizan ampliamente como soportes para líneas de transmisión, soportes para turbinas eólicas, torres de telefonía celular y torres de iluminación. El objetivo de este trabajo es desarrollar una técnica para optimizar los soportes de celosía triédricos para reducir su peso, teniendo en cuenta la limitación en la excitación de vórtices resonantes. Al mismo tiempo, también se introducen restricciones sobre el esfuerzo máximo, así como la esbeltez última de los elementos. Así, con un peso mínimo, la torre debe cumplir con todos los requisitos de los códigos de diseño. Se considera una torre de celosía utilizada como mástil de iluminación. La torre consta de dos secciones, la superior de las cuales tiene un ancho constante, y el ancho de la sección inferior varía según una ley lineal. Los elementos de la torre están hechos de tubos con una sección transversal anular. Los anchos y alturas de las secciones, las dimensiones de las secciones transversales de los elementos y el número de paneles son los parámetros variables. La solución del problema de optimización no lineal se implementa en el software MATLAB. Las fuerzas internas en la torre y las frecuencias naturales se calculan mediante el método de elementos finitos. La torre está sometida a la acción de cargas de hielo y viento, peso muerto y el peso del equipo. La carga del viento se considera como la suma de los componentes promedio y de pulsación. Para resolver el problema de optimización no lineal, se utilizan el método de optimización sustituta y el algoritmo genético. Se eligió uno de los diseños utilizados en serie como la aproximación inicial. El diseño obtenido como resultado de la optimización en comparación con la aproximación inicial tiene una masa más de dos veces menor y al mismo tiempo satisface todos los requisitos de diseño.

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