風力發(fā)電機塔架風荷載識別和風致疲勞的研究.pdf

1、風電塔架是機組的承重結構，同時還承受風荷載的作用。風荷載的大小及方向均具有時變性，風荷載的作用使得風電塔架發(fā)生因疲勞損傷的累積導致強度不足而致使塔架破壞的可能性很大。因此，對隨機風荷載作用下的塔架進行疲勞損傷的研究具有很重要的意義和實用價值。
　　本文根據內蒙古武川風場的場地條件，對風電塔架承受的隨機風荷載進行數值模擬，在此基礎上，基于有限元軟件分析塔架在隨機風荷載下的風振響應。然后，采用精細積分法和直接法進行塔架簡化模型的風荷載

2、識別，分析響應中混有噪聲時對荷載識別精度的影響。最后，基于線性累積損傷理論和S-N曲線來獲取塔架在設計使用壽命內的疲勞累積損傷，估計出塔架的疲勞壽命，從而評估結構的安全性。
　　風振響應分析表明：風電塔架頂部動態(tài)位移的放大系數達到1.885，底部動態(tài)應力的放大系數達到1.2，動態(tài)響應放大效果顯著。瞬態(tài)風速下塔頂位移峰值與基于規(guī)范所計算位移的比值為1.691，說明基于規(guī)范的計算結果偏小，建議規(guī)范可以考慮增大風振系數。脈動風荷載及塔架

3、響應的自功率譜分析顯示：0.45Hz～0.55Hz頻率段對塔架動態(tài)響應的貢獻較大，在位移、速度和加速度功率譜中該頻率段的功率所占比例分別為66.73％、79.24%和77.84%；低頻成分對位移的影響較對速度和加速度的影響大，高頻率部分幾乎未傳遞到塔架上。荷載識別結果顯示：在無噪聲的情況下，精細時程積分和直接法的識別效果均較好；但是加入噪聲以后，即使在低水平的噪聲下精細積分也已不能滿足精度要求；兩種方法的識別誤差均隨著塔身高度的增加而增