水平軸風力機典型構件的動力學建模及振動特性分析.pdf

1、本文結合某定型風力機結構和受力特點，將風力機分為三大部件:風輪、機艙和塔筒，根據(jù)三者之間的連接關系進行模型簡化得到風力機塔筒系統(tǒng)的不同力學模型，并結合微分求積法對這些模型進行數(shù)值計算分析。主要內(nèi)容及結論如下:
　　 1.由于兆瓦級風力機塔筒的直徑高度比在1∶20左右，可將其看成變截面懸臂梁進行數(shù)值求解。對此，考察了DQM求解變截面梁橫向振動的計算精度問題和收斂性問題，以及變截面梁的截面參數(shù)和長度對梁的固有特性的影響。結果表明:變

2、截面梁不同位置的截面參數(shù)影響著梁的固有特性，在局部剛度較大處梁的模態(tài)峰值較小，并且梁的模態(tài)峰值位置有向局部剛度較小處偏移的現(xiàn)象，這易產(chǎn)生在局部剛度較小處出現(xiàn)模態(tài)峰值相互疊加，從而導致梁在該區(qū)域振動加劇。
　　 2.風力機屬于典型的高聳結構，結合這一特點運用DQM對工程中常見的高聳結構的固有特性進行了研究。結果表明:不僅高聳結構截面沿高度的變化規(guī)律影響著結構的各階頻率，而且端部條件也對結構基頻和高階頻率有著不同程度的影響，其中頂端

3、附加的剛接質(zhì)量塊產(chǎn)生的橫向慣性剪力明顯降低了結構各階固有頻率，頂端轉動慣量和結構軸向力使其基頻降低而高階頻率增加。
　　 3.將風力機塔筒以空心梁模型處理，考察了變截面錐形懸臂塔筒、風輪機艙剛接于塔筒頂端時風輪機艙質(zhì)量產(chǎn)生的橫向慣性剪力對錐形懸臂塔筒的影響、風力機風輪機艙剛接于塔筒頂端時風輪機艙質(zhì)量產(chǎn)生的橫向慣性剪力外加特定基礎轉動剛度對錐形懸臂塔筒的影響這三種情況下結構的固有頻率的差異。結果顯示，塔筒頂端剛接質(zhì)量產(chǎn)生的慣性剪力