風(fēng)機(jī)混凝土塔筒力學(xué)性能及底部隔震研究.pdf

1、目前兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的塔架高度已接近甚至超過了百米,對這種超高塔架,混凝土塔筒相對鋼制塔筒具有較優(yōu)的經(jīng)濟(jì)性。超高混凝土塔筒必然會(huì)被越來越多的應(yīng)用于大型風(fēng)機(jī)的建造中。但當(dāng)大型風(fēng)機(jī)的高度達(dá)到百米的高度時(shí),混凝土塔筒的承重和受載遠(yuǎn)非普通高度塔筒所能比,而目前對這種超高混凝土塔筒的力學(xué)分析還很少;此外近年來風(fēng)機(jī)塔筒倒塌事故頻發(fā),一部分原因是地震作用,對這種超高混凝土塔筒來說,如何隔震顯得尤為重要。本文針對以上兩個(gè)問題,一方面用大型商用有限元軟件

2、ABAQUS對95m超高混凝土塔筒進(jìn)行了靜強(qiáng)度和模態(tài)分析,另一方面將周期性結(jié)構(gòu)引入塔筒底部基座結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),分析其隔震效果,具體結(jié)果如下:
　　(1)在順風(fēng)向簡化荷載作用下,預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土塔筒最大應(yīng)力比另外兩種塔筒增加了約14％,最大位移則比素混凝土塔筒減小了約30%;塔筒開有門洞后,在門洞周邊出現(xiàn)了應(yīng)力集中,第一塔節(jié)的最大應(yīng)力增加了50%以上。
　　(2)當(dāng)風(fēng)機(jī)工作時(shí)分析其是否會(huì)發(fā)生共振,三種混凝土塔筒的模態(tài)分析結(jié)果顯示其

3、固有頻率均遠(yuǎn)離風(fēng)機(jī)的工作振動(dòng)頻率。門洞的存在會(huì)改變塔筒的固有頻率,但對塔筒整體模態(tài)影響較小?；炷了驳幕l范圍為0.9-1.2Hz。
　　(3)對傳統(tǒng)二維三組元周期結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn),在原來的橡膠層設(shè)置了空腔,將新型的空腔周期結(jié)構(gòu)引入塔筒底部基座結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),得到了0.63-2.5Hz的第一帶隙,將混凝土塔筒基頻落在了其第一帶隙范圍內(nèi)。發(fā)現(xiàn)對于空腔周期結(jié)構(gòu),當(dāng)橡膠塊的長寬比越大,散射體的填充率越大,第一帶隙的起始頻率越低;相對于對第一