隨著全球風能利用的增長,風電場越來越多地建在地震動活躍區(qū)域。而斷層附近的地震動有些屬于脈沖型地震動,伴隨有較大的速度脈沖,且近斷層地震動往往伴隨著很強的豎向地面運動,對結構的抗震性能影響不可忽視。此外,在制造過程中產生的初始幾何缺陷可能對風機塔結構抗震更為不利,尤其在強震作用下,風機塔結構會發(fā)生較大變形甚至直接倒塌。因此,本文以某陸上風電場1.5MW風機塔為研究對象,研究近斷層速度脈沖和豎向地震動對風機塔結構地震反應的影響,并對風機塔結構進行缺陷敏感性和倒塌分析。首先,采用具有典型代表的脈沖型地震動與非脈沖型地震動各十條輸入風機塔結構中,進行時程分析,研究近斷層速度脈沖對風機塔結構地震反應的影響。結果表明:近斷層速度脈沖對結構塔頂位移、塔頂加速度、塔底剪力與彎矩均影響顯著,說明風機塔對近斷層速度脈沖比較敏感。如果擬建風電場位于活動斷層附近,發(fā)生地震時,結構破壞會更加嚴重。然后,選取六組豎向效應顯著的地震動,分別按照只考慮水平地震動和同時考慮水平和豎向地震動輸入結構進行時程分析,對比分析豎向地震動對結構地震反應的影響。結果表明:豎向地震動對風機塔結構塔頂水平位移、水平加速度影響不大,但對... 

【文章來源】：西安建筑科技大學陜西省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

翼弦長度為L1的翼型截面

西安建筑科技大學碩士學位論文12本文以NACA63-421翼型為例，創(chuàng)建葉片葉素。操作步驟為：首先在軟件Profili翼型數(shù)據(jù)庫里面找到NACA63-421翼型，然后用所選翼型打印翼肋或模板，修改翼弦的長度為Li從而創(chuàng)建葉片葉素，如圖2-1所示為翼弦長度為L1的翼型截面。圖2-1翼弦長度為L1的翼型截面按表2-3將各個截面處翼型曲線繪制出來，然后利用三維建模軟件UG將軟件Profili所得到的各個翼型曲線全部導入至UG軟件中，將導入的各個葉素按的距離分展開來，然后將每個葉素繞著z軸旋轉對應的角度，從而得到葉片各葉素分布圖，如圖2-2所示；再通過UG軟件里面的曲線組命令依次選取各個葉素，得到葉片實體。操作步驟為：首先點擊UG工具欄“曲面”里的“通過曲線組”，然后依次選取各個葉素，要注意選取翼型截面時候要保證選擇曲線的箭頭方向和翼型曲線切線方向一致，最終葉片曲面圖，如圖2-3所示。葉片材料密度為1950Kg/m3，泊松比為0.15，彈性模量為21Gpa。將UG軟件創(chuàng)建的葉片模型導入ABAQUS軟件，從而完成葉片模型的建立。圖2-2葉片各葉素分布圖L1

西安建筑科技大學碩士學位論文13圖2-3葉片曲面圖輪轂和機艙分別簡化為兩個偏心質量點，偏心距分別為2.5m和1m，質量分別為15噸和60噸。塔筒頂部邊緣殼體節(jié)點和塔頂中心參考點之間建立剛體運動耦合，最終建立的有限元模型如圖2-4所示。(a)(b)(c)圖2-4有限元模型示意圖：(a)整體有限元模型；(b)塔頂葉片；(c)塔底門洞2.2模態(tài)分析概述2.2.1模態(tài)分析的基本概念及意義模態(tài)分析是結構進行地震反應分析前的一個必要的步驟，模態(tài)分析可以計算結構的自振頻率及振型等固有動力特性。通常通過計算結構的固有頻率和振型，來檢查所建模型是否存在問題。模態(tài)分析實質上是一種坐標的轉換，其目的是將原物理坐標系中描述響應的向量用所謂的“模態(tài)坐標系”來描述，坐標系中每個基向量都是結構振動系統(tǒng)中的一個特征向量。其好處就是因為系統(tǒng)各個特征向量

【參考文獻】：
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博士論文
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本文編號：3264552