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强风作用下大功率风力机的振动响应研究

张彪

  近年来,我国风电发展迅猛,但在风能资源丰富的沿海地区往往也是热带气旋活动频繁的地区,热带气旋引起的强风对大功率风力机的安全构成了严重威胁,开展强风作用下大功率风力机的振动响应研究具有重要意义。 本文首先基于Shinozuka理论,采用谐波叠加法分别模拟良态风和台风,生成风速时程,并进行验证。运用有限元分析软件,根据叶片的质量和刚度分布建立叶片的等效模型,并在此基础上建立风力机整机的有限元模型,评价叶片和风力机整机的动力特性。在风力机顺桨和风向突然偏转90°、180°这3种工况下,计算并比较风力机各个部件的风荷载,分析了叶片所处位置对其风荷载的影响。对风力机进行静力分析,以掌握平均风作用下塔架的应力分布。对风力机进行强风作用下的动力时程分析,得到风力机各点的位移和加速度响应,并对塔架最不利应力分布进行了分析。在强风作用下,风力机顺桨对减少风力机荷载效果显著;顺桨成功后风向突然偏转90°和180°是较不利的工况。算例计算表明当风向偏转90°后,塔架16.8m高处可能发生屈服破坏。研究成果对于掌握强风作用下风力机的动力性状具有借鉴意义。……   
[关键词]:风力机;塔架;台风;有限元;动力响应
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:浙江大学2011年