高聳塔器的風振響應與風致疲勞壽命分析.pdf

1、風載荷是高聳塔器較為敏感的載荷之一，它隨時間作隨機性變化。在我國沿海等多風地區(qū)，長期的風致振動以及臺風頻繁登陸時的極端大風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)生的事故也對相關企業(yè)造成了較大的經濟損失。如何估算多風地區(qū)高聳塔器的風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，目前國內外標準規(guī)范中將風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)響應與隨機疲勞壽命分析。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)基于隨機振動理論、諧波疊加法、風及風載荷的頻域特性，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速下順風向和橫風向的風載荷時程樣本及風振時程響應，并通過目標值或頻域理論解檢驗了模擬的精確性。
　　(2)對該高聳塔器在空塔和操作工況下的風振時程響應進行了綜合分析，研究表明:在共振風速范圍內，該塔器的振動主要是由旋渦脫落引起的橫風向振動，其空塔的風誘導共振

3、響應要比操作工況劇烈很多;而在遠離共振風速時，該塔器的振動主要是由氣流中的湍流成分引起的，其響應值隨風速呈指數遞增關系，且同風速下的響應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設計疲勞曲線，估算了該塔器在考慮風速風向變化以及臺風和空塔共振條件下的風致疲勞評定壽命，分析得出:在旋渦隨機脫落的超臨界范圍內，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，