高聳塔器的風(fēng)振響應(yīng)與風(fēng)致疲勞壽命分析.pdf

1、風(fēng)載荷是高聳塔器較為敏感的載荷之一，它隨時間作隨機(jī)性變化。在我國沿海等多風(fēng)地區(qū)，長期的風(fēng)致振動以及臺風(fēng)頻繁登陸時的極端大風(fēng)都有可能對塔器造成疲勞損傷甚至疲勞失效，近年來高聳塔器由此發(fā)生的事故也對相關(guān)企業(yè)造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失。如何估算多風(fēng)地區(qū)高聳塔器的風(fēng)致疲勞壽命并分析疲勞損傷規(guī)律，以確保其使用安全，已成為一個迫切的要求。但是，目前國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中將風(fēng)載荷等效為靜載荷的處理辦法，尚不能對高聳塔器作動態(tài)響應(yīng)與隨機(jī)疲勞壽命分析。針對上述問題，

2、本文的主要研究工作和獲得的成果如下。
　　(1)基于隨機(jī)振動理論、諧波疊加法、風(fēng)及風(fēng)載荷的頻域特性，利用MATLAB和ANSYS軟件編程，模擬獲得了沿海某一高聳塔器在各風(fēng)速下順風(fēng)向和橫風(fēng)向的風(fēng)載荷時程樣本及風(fēng)振時程響應(yīng)，并通過目標(biāo)值或頻域理論解檢驗(yàn)了模擬的精確性。
　　(2)對該高聳塔器在空塔和操作工況下的風(fēng)振時程響應(yīng)進(jìn)行了綜合分析，研究表明:在共振風(fēng)速范圍內(nèi)，該塔器的振動主要是由旋渦脫落引起的橫風(fēng)向振動，其空塔的風(fēng)誘導(dǎo)共振

3、響應(yīng)要比操作工況劇烈很多;而在遠(yuǎn)離共振風(fēng)速時，該塔器的振動主要是由氣流中的湍流成分引起的，其響應(yīng)值隨風(fēng)速呈指數(shù)遞增關(guān)系，且同風(fēng)速下的響應(yīng)值操作工況大于空塔。
　　(3)利用雨流法、Miner疲勞累積損傷理論及BS5500設(shè)計(jì)疲勞曲線，估算了該塔器在考慮風(fēng)速風(fēng)向變化以及臺風(fēng)和空塔共振條件下的風(fēng)致疲勞評定壽命，分析得出:在旋渦隨機(jī)脫落的超臨界范圍內(nèi)，利用JB/T4710中將旋渦脫落力等效為確定性正弦載荷的盧曼理論估算塔器的疲勞壽命時，