水平軸風力機典型構(gòu)件的動力學建模及振動特性分析.pdf

1、本文結(jié)合某定型風力機結(jié)構(gòu)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(guān)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(jié)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(jié)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(jié)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(jié)構(gòu)，結(jié)合這一特點運用DQM對工程中常見的高聳結(jié)構(gòu)的固有特性進行了研究。結(jié)果表明:不僅高聳結(jié)構(gòu)截面沿高度的變化規(guī)律影響著結(jié)構(gòu)的各階頻率，而且端部條件也對結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)各階固有頻率，頂端轉(zhuǎn)動慣量和結(jié)構(gòu)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(chǔ)轉(zhuǎn)動剛度對錐形懸臂塔筒的影響這三種情況下結(jié)構(gòu)的固有頻率的差異。結(jié)果顯示，塔筒頂端剛接質(zhì)量產(chǎn)生的慣性剪力