風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔筒的地震響應(yīng)及非線(xiàn)性穩(wěn)定性分析.pdf

1、近幾年,風(fēng)力發(fā)電事業(yè)在我國(guó)大力發(fā)展,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組向著高功率,大葉片方向發(fā)展,相應(yīng)的塔筒也就越來(lái)越高。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔筒是整個(gè)風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)的重要支撐部件,它的質(zhì)量也占到了整個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的50％以上。而風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒靜動(dòng)態(tài)特性以及非線(xiàn)性屈曲問(wèn)題對(duì)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔筒的設(shè)計(jì)有著重要的影響。這對(duì)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組能夠安全、穩(wěn)定和可靠的運(yùn)行,進(jìn)而設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)合理,經(jīng)濟(jì)安全以及性能穩(wěn)定的塔筒意義重大。本文借鑒國(guó)內(nèi)外研究成果,以通用有限元軟件ANSYS為計(jì)算分析

2、平臺(tái),應(yīng)用結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)靜力學(xué)的相關(guān)知識(shí),以《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中的地震影響系數(shù)曲線(xiàn)作為譜分析計(jì)算依據(jù),對(duì)某3MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析。采用非線(xiàn)性跟蹤方法中的弧長(zhǎng)迭代法對(duì)考慮法蘭,不考慮法蘭,考慮重力,不考慮重力的風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒進(jìn)行幾何材料非線(xiàn)性分析。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴介紹了抗震性能研究分析方法以及穩(wěn)定性分析方法,并對(duì)擬靜力法、振型分解反應(yīng)譜法等基本原理做了闡述。重點(diǎn)介紹了振型分解反應(yīng)譜法和幾何材料非線(xiàn)性分析的

3、原理及實(shí)施步驟。⑵聯(lián)系風(fēng)機(jī)生產(chǎn)廠(chǎng)家和電力設(shè)計(jì)院收集一系列風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔筒的圖紙和技術(shù)文件,通過(guò)ANSYS中的梁?jiǎn)卧蜌卧L(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔筒的精細(xì)有限元模型,對(duì)某3MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒進(jìn)行模態(tài)分析。獲得風(fēng)機(jī)塔筒各階振型。⑶對(duì)某3MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒進(jìn)行振型分解反應(yīng)譜分析。獲得風(fēng)機(jī)的底部彎矩,底部剪力,頂部位移這幾種重要的力學(xué)參量以及應(yīng)力云圖。并考察了風(fēng)機(jī)塔筒開(kāi)洞(風(fēng)機(jī)檢修洞)對(duì)風(fēng)機(jī)塔筒力學(xué)性能的影響。從MISES應(yīng)力圖中可以明顯看出開(kāi)洞邊

4、緣的應(yīng)力集中現(xiàn)象。⑷對(duì)某3MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒進(jìn)行穩(wěn)定性分析?？疾祜L(fēng)機(jī)塔筒法蘭對(duì)風(fēng)機(jī)塔筒結(jié)構(gòu)體系的影響,通過(guò)ANSYS建立有限元模型,進(jìn)行特征值屈曲分析。求得風(fēng)機(jī)塔筒失穩(wěn)的臨界荷載,以及各階失穩(wěn)模態(tài)。再進(jìn)行靜力幾何材料非線(xiàn)性分析。采用位移控制弧長(zhǎng)法求解,獲得各子步位移圖、變形圖。從圖中可以明顯看出,風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒局部鋼材先達(dá)到屈服強(qiáng)度,繼而風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒失去穩(wěn)定性。⑸對(duì)某3MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔筒進(jìn)行幾何材料非線(xiàn)性分析,考慮P-Δ效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)屈曲