風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔筒結(jié)構(gòu)分析研究.pdf

1、塔筒是風(fēng)電機(jī)組的重要承重部件，隨著風(fēng)電機(jī)組功率的增大，塔筒的結(jié)構(gòu)尺寸也在增大，質(zhì)量約占風(fēng)電機(jī)組總量的50％，制造成本約占總量的15%。由于近年來風(fēng)電機(jī)組倒塔事故頻發(fā)，塔筒結(jié)構(gòu)強(qiáng)度也備受關(guān)注，塔筒結(jié)構(gòu)分析研究對風(fēng)電機(jī)組的可靠性和安全性有重要影響。
　　目前國內(nèi)對塔筒的分析方法大多通過購買國外技術(shù)資料進(jìn)行反求，研究內(nèi)容僅限于靜強(qiáng)度、模態(tài)和部分細(xì)節(jié)分析等，且研究方法較粗略。
　　論文以大型風(fēng)電機(jī)組塔筒為研究對象，基于德國勞埃德船級(jí)

2、社規(guī)范，對塔筒結(jié)構(gòu)有限元分析的傳統(tǒng)方法進(jìn)行了深入研究，參照歐洲規(guī)范(Euro code)總結(jié)了橫向振動(dòng)的簡化計(jì)算方法，主要研究內(nèi)容如下：
　?、賹λ察o強(qiáng)度進(jìn)行分析。研究了風(fēng)電機(jī)組塔筒設(shè)計(jì)方法和載荷計(jì)算方法，分別用實(shí)體單元和殼單元建立塔筒有限元模型，選取部分特征載荷工況，校核塔筒結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是否滿足要求，并對比分析了計(jì)算結(jié)果。根據(jù)分析結(jié)果對塔筒結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　?、趯λ敺ㄌm進(jìn)行細(xì)節(jié)分析。由于塔頂?shù)钠捷S承有內(nèi)外圈和滾子，傳

3、遞載荷時(shí)由于部件局部變形導(dǎo)致載荷的分布狀態(tài)呈非線性，論文從是否考慮載荷非線性傳遞的角度進(jìn)行建模，綜合采用接觸分析法和螺栓預(yù)緊力的模擬加載法，并引入剛性面和gap單元建立塔頂法蘭靜強(qiáng)度分析有限元模型，并就所建立的多種有限元模型的分析結(jié)果進(jìn)行對比。其中用 gap單元和用剛性面模擬軸承滾子的方法為工程結(jié)構(gòu)分析提供了新思路。
　　③對塔筒固有頻率進(jìn)行分析。基于模態(tài)分析基本理論建立了塔筒振動(dòng)方程，分別用殼單元和梁單元建立有限元模型并對計(jì)算結(jié)