基于ANSYS的風力機塔架的靜態(tài)與動態(tài)力學研究及其優(yōu)化.pdf

1、風力機塔架是風力機組的重要組成部分，起到支撐風力機風輪和機艙的質(zhì)量、承受吹向風力機組的風壓和各種動載荷的作用。塔架的重量占風力發(fā)電機組總重量的1/2左右，其成本占風力發(fā)電機組制造成本的15％左右。塔架必須要有足夠的剛度、強度、優(yōu)良的抗振性能和穩(wěn)定性，才能保證風力機的正常運行。
　　本文基于ANSYS有限元軟件對大型風力機塔架進行靜態(tài)學分析、動力學分析、穩(wěn)態(tài)分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化。首先根據(jù)實際風場的情況，選擇塔型并通過計算給出合適的尺寸，確

2、定塔架所承受的載荷如塔架的重力、機艙重力、風輪的作用力、風作用在塔架上的力（彎矩、推力及對塔架的扭轉(zhuǎn)力）等，采用有限元分析進行靜力建模和數(shù)值計算，對塔架承受最大載荷時的最大應變進行強度校核；塔架的動力學分析包括模態(tài)分析、諧響應分析和地震譜響應分析。借助于有限元分析對塔架進行有預應力模態(tài)分析和無預應力的模態(tài)分析，研究在風力機轉(zhuǎn)動激勵下是否產(chǎn)生共振。借助于動力學優(yōu)化改變塔架的尺寸使其固有頻率避開共振頻率，以避免因塔架在發(fā)電機的激勵下共振產(chǎn)生